磁性納米Fe2O3-Fe3O4@BiOBr光催化材料的制備及對(duì)有機(jī)污染物降解的性能研究.pdf

1、當(dāng)前，水環(huán)境中微量有機(jī)污染物的持續(xù)增加已經(jīng)給水生態(tài)系統(tǒng)及人類的健康帶來(lái)了很不利的影響，其中抗生素類和染料類有機(jī)污染物已成為近幾年關(guān)注的熱點(diǎn)。半導(dǎo)體光催化技術(shù)能夠利用豐富的太陽(yáng)能來(lái)降解有機(jī)污染物，這對(duì)全球新能源開(kāi)發(fā)和環(huán)境治理有重要的意義。然而，像二氧化鈦類傳統(tǒng)異相光催化材料有著很寬的能帶間隙，使得其對(duì)太陽(yáng)光的利用率不高;同時(shí)，產(chǎn)生的電子和空穴很容易復(fù)合、量子產(chǎn)率較低。為了使光催化技術(shù)進(jìn)一步走向?qū)嵱没?，發(fā)展新型高效的可見(jiàn)光光催化材料體系是必

2、然趨勢(shì)。近年來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)，鉍系化合物具有優(yōu)異的可見(jiàn)光光催化活性，這就為發(fā)展實(shí)用高效的半導(dǎo)體光催化提供了重要的基礎(chǔ)。本文主要研究磁性納米材料Fe2O3@BiOBr和Fe3O4@BiOBr的合成及理化性質(zhì)的表征并研究了對(duì)選擇的染料和抗生素類有機(jī)污染物在可見(jiàn)光照射下的去除機(jī)制、降解途徑及降解產(chǎn)物的毒性，同時(shí)研究了在外加磁場(chǎng)作用下實(shí)現(xiàn)降解后溶液中的納米材料分離與再利用。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴通過(guò)水熱/共沉淀的方法合成了磁性納米Fe2

3、O3@BiOBr和Fe3O4@BiOBr催化劑;通過(guò)參數(shù)表征知道催化劑有著較好的形貌特征、較小的能帶間隙、易于分離回收等特點(diǎn)。⑵通過(guò)對(duì)染料的降解效果研究可以知道磁性納米BiOBr@Fe2O3與BiOBr@Fe3O4催化劑對(duì)RhB和MO都有著較好的降解效果，在光照60分鐘的時(shí)候基本能降解完全。比較而言，BiOBr@Fe3O4的降解效果要優(yōu)于BiOBr@Fe2O3。為此，篩選出了催化活性更好、效率更高的磁性納米Fe3O4@BiOBr催化劑作

4、為進(jìn)一步研究的對(duì)象。⑶以諾氟沙星(NFLX)作為目標(biāo)污染物，考察了四種活性基團(tuán)·O2-、1O2、·OH、h+對(duì)整個(gè)降解過(guò)程的影響，試驗(yàn)結(jié)果表明四中自由基對(duì)降解過(guò)程的貢獻(xiàn)大小為·O2-＜1O2＜·OH＜h+，且羥基自由基主要是由于空穴與水分子的作用而產(chǎn)生;同時(shí)，考察了不同濃度的Fe3+、HCO3-、溶解性有機(jī)質(zhì)(DOM)以及不同pH情況下對(duì)降解過(guò)程的影響，研究結(jié)果顯示，F(xiàn)e3+、HCO3-對(duì)諾氟沙星的降解過(guò)程影響不明顯，并且溶解性有機(jī)質(zhì)對(duì)