磁性鉍基可見光催化劑的制備及對藥物類PPCPs的降解.pdf

1、隨著人類社會(huì)科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)實(shí)力的迅速發(fā)展，醫(yī)藥品和個(gè)人護(hù)理用品(PPCPs)的使用范圍和使用量正在急劇增加，成為一種“新興的環(huán)境污染物”引起了人們的關(guān)注。在眾多的PPCPs處理技術(shù)中，可見光催化氧化技術(shù)由于能夠充分利用太陽能，具有無二次污染、廣譜性、氧化性強(qiáng)和壽命長等優(yōu)點(diǎn)受到了研究人員的青睞。目前所研究的眾多的半導(dǎo)體光催化劑雖然對污染物的催化降解效果很好，但大多由于催化劑呈粉末狀，粒徑太小，在使用后往往無法進(jìn)行簡便有效的回收，這無疑降低

2、了污水處理的效果和增加了處理費(fèi)用，限制了他們的實(shí)際應(yīng)用。磁性材料的加入可以解決這個(gè)問題，不過，如何使磁性材料和光催化劑有效復(fù)合且能夠有效保持磁性和催化兩者性能，是一個(gè)需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。因此，開發(fā)和研究可利用太陽光做驅(qū)動(dòng)能源、易于固液分離、可方便回收再利用、性能穩(wěn)定的可見光催化劑具有很好的應(yīng)用前景。
　　基于以上思路，本文以Fe3O4為磁基體，采用水熱合成法制備了易于固液分離和回收的磁性Bi4VO8Cl復(fù)合可見光催化劑，采用X

3、-射線衍射(XRD)、紫外-可見漫反射光譜(UV-Vis DRS)、透射電子顯微鏡(TEM)和高分辨率透射電子顯微鏡(HRTEM)對其結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和形貌進(jìn)行了表征。以可見光作為驅(qū)動(dòng)光源，用難降解染料甲基橙為目標(biāo)降解物評價(jià)了不同磁性含量復(fù)合光催化劑的活性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)Fe3O4加入量占Bi4VO8Cl質(zhì)量的15％時(shí)催化劑表現(xiàn)出良好的磁性與催化活性，對甲基橙(5 mg· L-1)的脫色率達(dá)到84.5％。在此條件下考察了其在可見光下對四種抗生素類

4、PPCPs的降解情況，并以甲磺酸培氟沙星為例考察各種因素對降解性能的影響。結(jié)果表明，磁性Bi4VO8Cl對以上抗生素均表現(xiàn)出良好的光催化活性，礦化程度也均在77.1％及以上。光催化劑在最佳條件下對甲磺酸培氟沙星的降解率達(dá)93.5％，用外加磁鐵可直接方便快捷回收催化劑，循環(huán)使用5次后仍保持88.1％的降解率及94.2％的催化劑回收率。以上的研究結(jié)果表明，所制備的磁性Bi4VO8Cl在利用太陽光降解抗生素類PPCPs方面具備潛在的應(yīng)用價(jià)值。

5、
　　另外同樣以Fe3O4為磁基體，采用水浴法合成了磁性BiOBr復(fù)合可見光催化劑，采用XRD、UV-Vis DRS、TEM和HRTEM對其理化性質(zhì)進(jìn)行了表征。以可見光作為驅(qū)動(dòng)光源，用難降解染料甲基橙為目標(biāo)降解物評價(jià)了不同磁性含量光催化劑的活性，并優(yōu)化了磁性BiOBr的最佳Fe3O4含量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)Fe3O4加入量占BiOBr質(zhì)量的25％時(shí)催化劑表現(xiàn)出良好的磁性與催化活性，對甲基橙(10 mg·L-1)的降解率達(dá)到93.0％

6、?？疾炝俗罴汛判訠iOBr在可見光下對四類藥物（或中間體）類PPCPs的降解情況，并以4-羥基香豆素為例詳細(xì)考察各種因素對降解性能的影響。結(jié)果顯示，磁性BiOBr對四種藥物的降解效果均比較好，礦化程度最高能達(dá)到89.7％（4-羥基香豆素）。4-羥基香豆素的循環(huán)降解實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，經(jīng)過5次循環(huán)使用后光催化劑仍保持對4-羥基香豆素87.2％的降解率（首次為96.9％）以及92.6％的催化劑回收率，表明磁性BiOBr具有較好的穩(wěn)定性，具備較好的