【摘 要】
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由于石墨烯、多壁碳纳米管和C60材料具有优异的电子、光学等特性,已经被广泛应用在光伏电池、航空航天、生物传感材料等领域。随着它们广泛地应用,纳米碳材料在空气、水和土
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由于石墨烯、多壁碳纳米管和C60材料具有优异的电子、光学等特性,已经被广泛应用在光伏电池、航空航天、生物传感材料等领域。随着它们广泛地应用,纳米碳材料在空气、水和土壤中出现,容易进入生物体,导致生物体病变和死亡。在水中,石墨烯很容易被过氧化氢氧化成氧化石墨烯(GO)。在紫外光下,C60可被氧化成氧化C60,多壁碳纳米管也可被空气中的氧气氧化成氧化多壁碳纳米管。因此,污水中的纳米碳材料可通过一种降解氧化纳米碳材料的方法去除。本论文利用光芬顿、类光芬顿和环境友好型方法来降解污水中的氧化石墨烯、氧化多壁碳纳米管和氧化C60。使用XRD、SEM、TOC、FT-IR、EA、LC-MS/MS和UV-vis等分析仪器研究纳米碳材料的降解过程和降解中间体。实验结果表明,利用紫外光和氧化剂可以将GO、氧化碳纳米管和氧化C60完全降解。主要降解产物为CO2和H2O,以及少量的有机酸。使用Guassian09软件密度泛函理论,在B3LYP/6-31+G基组下,对纳米碳材料的分子结构和降解中间体的结构进行了量化计算。根据理论计算模拟、实验表征图谱数据和测试结果,推导出GO、氧化碳纳米管和氧化C60的降解机理。这些降解机理为设计高效的污水处理系统提供理论支撑。
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