CuFe2O4基光助芬顿体系氧化降解亚甲基蓝的研究

摘要

随着印染工业的快速发展，印染废水排放量不断增加,治污标准也逐渐提高，致使废水处理难度增大。为了解决这个难题，越来越多的科研工作者致力于印染污水净化和回收的研究。光助芬顿技术由于治污能力强、适用性广、操作简单等优点而备受关注。
　　本论文在阐述印染废水的来源、水质特点、治理途径和现存治理难题的基础上，对具有高效治污能力的芬顿技术进行了简要的介绍，尝试通过不同的途径来提高铁酸铜光助芬顿体系氧化降解亚甲基蓝的效率，并对可能的作用机理进行分析。具体研究内容如下：
　　(1)以溶胶-凝胶法制得的铁酸铜为催化剂，在光助芬顿反应氧化降解亚甲基蓝的过程中，通过引入酒石酸（TA）将目标分子在80min内的降解率从52.0％提高到92.1%。体系TA-H2O2-CuFe2O4-photo中生成的超氧自由基和羟基自由基对氧化降解亚甲基蓝的贡献分别为10%和88%。此外，酒石酸的加入不仅增加了该体系中羟基自由基的生成速率，而且抑制了非均相催化剂表面金属离子的沥出和已溶解金属离子的沉降。配体与金属离子之间的电子转移机制成为了该体系的主要作用机理。
　　(2)通过分析各因素对样品晶型和形貌的影响，在晶化温度为180℃，聚乙烯吡咯烷酮用量为0.25g，醋酸钠用量为9mmol，晶化时间为24h的条件下成功制得尺寸均匀的自组装空心铁酸铜纳米球体。与溶胶-凝胶法所得的铁酸铜纳米颗粒相比，自组装铁酸铜空心纳米球体除了具有更大的比表面积和良好的磁学性能外，在催化芬顿反应氧化降解亚甲基蓝的试验中也表现出优越的催化性能和良好的可重复使用性。良好的光电子产率、低的传输阻抗和大的比表面积成为催化活性提高的关键。
　　(3)通过对碳层包覆的自组装铁酸铜空心纳米球体（H-CFO@C SPs）进行石墨化成功制得石墨碳层包覆的铁酸铜空心纳米球体（H-CFO@C-600℃-0.15 SPs）。相比铁酸铜空心纳米球体，H-CFO@C-600℃-0.15 SPs不仅具有更好的磁学性能和光响应性能，而且在催化光助芬顿反应中能够将亚甲基蓝的降解率提高到97.0%。H-CFO@C-600℃-0.15 SPs拥有的良好催化性能归因于光催化机理与光助芬顿机理的协同作用。

目录

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西北师范大学研究生学位论文作者信息

第一章 绪 论

1.1 前言

1.2 印染废水

1.3芬顿技术

1.4 课题研究的意义和内容

参考文献

第二章 酒石酸促进CuFe2O4光助芬顿体系降解亚甲基蓝的研究

2.1 引言

2.2 实验部分

2.3 结果与讨论

2.4 结论

参考文献

第三章 自组装CuFe2O4空心球体的制备及其在光助芬顿体系降解亚甲基蓝中的应用

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 结论

参考文献

第四章 石墨碳包覆空心CuFe2O4球体的制备及其在光助芬顿体系降解亚甲基蓝中的应用

4.1 引言

4.2 实验部分

4.3 结果与讨论

4.4 结论

参考文献

结论与展望

硕士期间的科研成果

致谢