摘 要染料废水是主要的有害工业废水之一，吸附与光催化降解是处理该废水的重要手段。金属有机骨架（MOF）碳化后得到的碳材料具有比表面大，结构多样性，易于功能化以及拥有均匀的活性位点等特点，对某些染料有很好的吸附能力。基于这种碳材料的复合材料因表面性质和孔道结构等方面的调变，进一步提升了其染料吸附性能，后续还应开发更多类型的这类复合碳材料。基于此，本文在开发了 MOF 表面包覆酚醛树脂（PF）共碳化的碳/碳复合材料，和表面包覆钛凝胶共碳化的 C@TiO2复合材料，不仅提升了它们对某些染料的吸附性能，还赋予后者光催化降解染料的性能。具体研究内容如下。将酚醛树脂包裹 ZIF-8 的晶体在氮气气氛下进行了碳化，获得了纳米结构的多孔 C@C 复合碳材料，并将其应用于 MB 和 RB 的吸附，考察了碳化温度对其粒径、比表面积以及孔径的影响，优化了碳化温度对染料吸附的影响，发现碳化温度为 1000 ℃时得到的 C@C-1000 对染料的吸附量最大，分别在 6 h 和 8 h 内达到吸附饱和。进一步探究了吸附温度、溶液初始浓度、吸附剂用量及 pH 等因素与吸附量的关系，获得相应的平衡吸附数据，可以用 Langmuir 模型很好的描述，并得到 MB 和 RB 的饱和吸附量依次为 806、476 mg/g，高于文献报道活性炭、沸石、碳纳米管等的最大吸附量，采用拟二阶方程对吸附动力学数据进行拟合。吸附后的C@C-1000 在甲醇溶液中脱附再吸附，循环 5 次后，吸附量维持在 92%以上。通过钛酸四丁脂（TBOT）的水解在 ZIF-8 纳米颗粒表面包覆一层钛凝胶，经碳化后制得了 C@TiO2核壳纳米颗粒，采用 X 射线衍射，红外光谱，透射电镜和N2吸附脱附等表征证明其核壳结构，TiO2壳层厚度为 10 nm 左右，具有多孔（微、介孔）结构。其对罗丹明 B 的最大吸附量为 322 mg/g，高于其本体碳颗粒的最大吸附量，还探究了吸附温度、碳化温度、吸附剂用量、pH 等因素与吸附量的关系，结果表明，溶液 pH 为 7 时，对罗丹明 B 的吸附量最大。吸附后的 C@TiO2-1000 在甲醇溶液中脱附再吸附，循环 5 次后，吸附量维持在 258 mg/g。此外，还考察了C@TiO2在紫外光下对 RB 的降解能力。关键词：核壳材料 多孔复合碳 吸附 染料废水ABSTRACTDye wastewater is one of the main harmful industrial wastewater, and adsorption and photocatalytic degradation are important means to treat this wastewater....
