光電催化協(xié)同去除有機(jī)與銅離子復(fù)合水體污染物研究.pdf

1、本文采用不同的方法合成了光催化半導(dǎo)體材料，如 TiO2、α-Fe2O3和 ZnO。利用 FESEM、XRD、XPS、UV-Vis等表征手段對(duì)合成材料的表面形貌、晶型結(jié)構(gòu)、元素的組成和價(jià)態(tài)、光吸收性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)。并且研究了 TiO2納米管電極和α-Fe2O3/ZnO膜電極用于光電催化去除有機(jī)/無(wú)機(jī)混合污染物。主要實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括以下兩個(gè)部分：
　　1、構(gòu)建了光電催化體系同時(shí)去除氧氟沙星和銅離子的復(fù)合物。高度有序的二氧化鈦納米管作為光電催

2、化體系中的光陽(yáng)極來(lái)去除氧氟沙星，銅離子沉積在陰極鈦片表面。與光催化、電化學(xué)和直接光照法相比，光電催化技術(shù)在氧氟沙星和銅離子的去除方面展現(xiàn)了較高的去除效率。電流為8 mA，pH值為2，支持電解質(zhì)Na2SO4的濃度為0.2 M時(shí)，氧氟沙星和銅離子的效果最佳，分別為90.1％和76.8%。并且在氧氟沙星和銅離子混合污染物體系中，氧氟沙星促進(jìn)銅離子的去除而銅離子抑制氧氟沙星的去除。此外，利用差示脈沖伏安法和高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法分析了光電催化

3、系統(tǒng)去除氧氟沙星-銅離子的機(jī)理。結(jié)果表明，銅離子影響氧氟沙星的去除效率，但它并沒(méi)有改變氧氟沙星的去除機(jī)制。通過(guò)伏安分析能夠明顯的觀察到有電活性的中間產(chǎn)物生成并且進(jìn)一步驗(yàn)證了銅離子抑制氧氟沙星的去除。由高效液相色譜-質(zhì)譜法確定了氧氟沙星去除過(guò)程中的中間副產(chǎn)物，提出了光電催化去除氧氟沙星-銅離子復(fù)合物的去除機(jī)制。
　　2、采用兩步液相沉積法成功的制備了α-Fe2O3/ZnO膜電極。在光電催化去除污染物的體系中，采用可見(jiàn)光照射，并施加+

4、1.0 V的電壓，以α-Fe2O3/ZnO膜電極為光催化劑和工作電極，羅丹明B為模擬污染物。當(dāng)α-Fe2O3膜液相沉積時(shí)間為20 min時(shí)，羅丹明B的去除效率最佳，達(dá)到65.7%。同時(shí)α-Fe2O3/ZnO膜電極比單一膜電極能更好的去除羅丹明B。采用同一電極，經(jīng)過(guò)4次連續(xù)實(shí)驗(yàn)顯示出了α-Fe2O3/ZnO膜良好的穩(wěn)定性。此外，α-Fe2O3/ZnO膜電極在去除無(wú)色有機(jī)污染物和無(wú)色有機(jī)污染物與Cu2+混合污染物時(shí)都體現(xiàn)出了較好的實(shí)驗(yàn)效果。