磁性納米TiO2復(fù)合材料的合成及其在水體污染修復(fù)中的應(yīng)用.pdf

1、隨著工業(yè)的發(fā)展，越來越多的污染物質(zhì)釋放到自然環(huán)境中，其中難降解有機(jī)物和重金屬共存的復(fù)合污染問題尤其嚴(yán)峻。水體中的復(fù)合污染，不僅嚴(yán)重危害人體健康和生態(tài)環(huán)境，而且傳統(tǒng)的處理方法很難同時(shí)高效的去除兩種污染物。本文圍繞TiO2復(fù)合材料光催化處理水體有機(jī)污染物和重金屬而進(jìn)行。具體是基于TiO2光催化能力和磁性納米粒子磁性分離能力而制備出磁性TiO2復(fù)合材料，后用于處理水體有機(jī)污染物和重金屬。論文主要包括Fe(Ⅲ)-TiO2納米材料光催化降解BPA

2、、磁性Fe3O4@TiO2納米復(fù)合材料光催化降解BPA及磁性FexOy-TiO2納米復(fù)合材料光催化協(xié)同處理水體中BPA和Cr(Ⅵ)三個(gè)方面展開。
　　論文第二章我們首先利用溶膠-凝膠法制備出TiO2納米材料，后通過摻雜Fe(Ⅲ)元素制備出改性Fe(Ⅲ)-TiO2納米材料，并應(yīng)用到去除廢水中的BPA。同時(shí)，我們研究了不同的摻雜量、煅燒溫度、煅燒時(shí)間和H2O2的加入對(duì)Fe(Ⅲ)-TiO2納米材料光催化降解BPA效果的影響。結(jié)果表明，F(xiàn)

3、e(Ⅲ)-TiO2納米材料最佳摻雜量為0.001mol，最佳煅燒溫度為450℃，煅燒時(shí)間為3h。同時(shí)，H2O2的加入可以顯著提高Fe(Ⅲ)-TiO2納米材料的光催化降解效率，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行奠定基礎(chǔ)。
　　論文第三章我們通過改進(jìn)溶膠凝膠法將TiO2納米材料復(fù)合到Fe3O4納米球上，成功制備出核殼結(jié)構(gòu)的Fe3O4@TiO2納米復(fù)合材料并應(yīng)用到去除廢水中的BPA。結(jié)果表明，與純TiO2納米材料相比，我們制備的Fe3O4@TiO2納米復(fù)

4、合材料在可見光條件下光催化降解效率顯著提升。同時(shí)，我們研究了不同的Fe3O4復(fù)合量和溶液pH對(duì)Fe3O4@TiO2納米復(fù)合材料光催化降解BPA效果的影響。結(jié)果表明，F(xiàn)e3O4@TiO2納米復(fù)合材料最佳摻雜量為0.001mol，材料在pH低的情況下光催化降解效率高。循環(huán)利用實(shí)驗(yàn)顯示，F(xiàn)e3O4@TiO2納米復(fù)合材料具有優(yōu)良的磁性能，方便回收，并且具有足夠的穩(wěn)定性。
　　論文第四章我們應(yīng)用磁性FexOy-TiO2納米復(fù)合材料(FT)光

5、催化處理水體中BPA和Cr(Ⅵ)。首先我們采用自組裝溶膠凝膠法制備出FexOy-TiO2納米復(fù)合材料。然后，通過XRD、掃描電鏡、XPS、紫外漫反射光譜和N2吸脫附技術(shù)表征該材料的形貌、結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)。通過在可見光條件下同時(shí)處理廢水中的BPA和Cr(Ⅵ)來評(píng)價(jià)材料光催化降解效果。結(jié)果表明，復(fù)合污染體系下，F(xiàn)T材料對(duì)BPA降解率達(dá)到93.1％，而純TiO2納米材料對(duì)BPA降解率僅為75.6％; FT材料對(duì)Cr(Ⅵ)還原率為84.3％，而純

6、TiO2納米材料對(duì)Cr(Ⅵ)還原率僅為64.8％。FT復(fù)合材料光催化降解效率的提升可能歸功于光響應(yīng)區(qū)間的拓展、高效的光生電子-空穴的分離和更大的比表面積。特別的是，當(dāng)Cr(Ⅵ)存在時(shí)，F(xiàn)T材料對(duì)BPA的降解率可提升3.37倍;同樣的，當(dāng)BPA存在時(shí)，F(xiàn)T材料對(duì)Cr(Ⅵ)的還原率提升9.29倍。結(jié)果表明，F(xiàn)T材料對(duì)BPA和Cr(Ⅵ)的去除之間存在一種顯著的協(xié)同作用。同時(shí)，BPA和Cr(Ⅵ)的濃度、溶液pH對(duì)光催化效率的影響也進(jìn)行了研究。重