可磁分离ZnFe2O4-TiO2/还原氧化石墨烯复合材料的制备及光催化性能

摘要

以TiO2(P25)、Fe(NO3)3·9H2O、Zn(NO3)2·6H2O和氧化石墨烯(GO)为原料,通过一步溶剂热法合成可磁分离的ZnFe2O4-TiO2/还原氧化石墨烯(rGO)复合材料.采用UV-Vis、Raman、XRD、SEM和EDS对Zn-Fe2O4-TiO2/rGO复合材料进行表征,并研究不同rGO比例的ZnFe2O4-TiO2/rGO对模拟染料废水亚甲基蓝(MB)的光催化降解性能.GO在溶剂热反应过程中,被还原成rGO.由于ZnFe2O4和rGO的加入,不仅使ZnFe2O4-TiO2/rGO实现对可见光的吸收,而且使其具有磁性,便于分离和回收利用.当GO质量分数为5wt％时,ZnFe2O4-TiO2/rGO显现出对MB最佳的光催化活性,60 min光照后的降解率达到99.1％.通过光催化活性物种捕获实验得出ZnFe2O4-TiO2/rGO复合材料降解MB的过程中,活性物种主要为·OH和·O2-,TiO2导带(CB)中的光生电子(e+)转移到ZnFe2O4的价带(VB),遵循Z型转移机制.光催化剂稳定性实验表明,ZnFe2O4-TiO2/rGO复合材料具有优越的稳定性,可作为太阳光照射下降解有机染料的光催化剂.