新型Fe2O3-氧化石墨烯催化劑的制備及其吸附與可見(jiàn)光Fenton降解有機(jī)污染物的研究.pdf

1、近年來(lái)，以產(chǎn)生氧化性自由基為主體的高級(jí)氧化技術(shù)引起了廣大學(xué)者的極大關(guān)注。其中，F(xiàn)enton體系具有設(shè)備簡(jiǎn)單、反應(yīng)條件溫和、高效等優(yōu)點(diǎn)，尤其是對(duì)于難生物降解或一般化學(xué)方法難以分解的有機(jī)廢水，具有很好的降解和礦化效果，因此得到廣泛應(yīng)用。然而，傳統(tǒng)的Fenton體系在實(shí)際應(yīng)用中仍存在著很多不足，如反應(yīng)的最佳pH值局限于2-4;反應(yīng)中需用沉淀等方法將溶液中的鐵離子分離出來(lái)，增加了處理成本;大多數(shù)需要在紫外光照射下發(fā)生催化作用。針對(duì)這些問(wèn)題，本文

2、從催化劑的制備工藝和條件方面入手，成功制備了一種新型、高效的Fe2O3復(fù)合氧化石墨烯(GO-Fe2O3)異相可見(jiàn)光Fenton催化劑。
　　 采用X射線衍射(XRD)、傅里葉變換紅外(FT-IR)光譜、透射電子顯微鏡(TEM)、X射線光電子能譜儀(XPS)和熱重(TG)等多種表征技術(shù)對(duì)GO-Fe2O3的組成、結(jié)構(gòu)和表面特征等進(jìn)行分析。HRTEM、TG和XPS分析結(jié)果表明，GO-Fe2O3催化劑制備成功，鐵以Fe2O3形式存在，F(xiàn)

3、e2O3相對(duì)含量大致為8.5％。FT-IR分析結(jié)果表明，F(xiàn)e2O3納米顆粒與氧化石墨烯的緊密連接歸因于金屬，羧基共價(jià)作用。
　　 以難生物降解染料羅丹明B（RhB）為模擬污染物，研究了GO-Fe2O3復(fù)合材料的吸附性能。吸附動(dòng)力學(xué)的研究表明，GO-Fe2O3吸附劑對(duì)RhB的吸附符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程;吸附等溫線符合Langmuir吸附等溫線模型，GO-Fe2O3吸附劑對(duì)RhB的吸附是吸熱過(guò)程，升高溫度有利于吸附的進(jìn)行;吸附熱力學(xué)結(jié)

4、果表明，在吸附過(guò)程中分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)可能發(fā)生了變化。以RhB和持久性有機(jī)酚類(lèi)化合物4-硝基酚為模擬污染物，評(píng)價(jià)了其在異相可見(jiàn)光Fenton體系中的催化降解性能，探討了不同反應(yīng)條件以及不同實(shí)驗(yàn)參數(shù)對(duì)異相光Fenton體系的催化降解效果的影響，包括催化劑投加量、H2O2投加量、pH條件等，并給出了該體系可能的機(jī)理。本研究所制備的GO-Fe2O3催化劑在可見(jiàn)光下對(duì)RhB和4-NP都具有很好的催化降解性能，該催化劑多次反復(fù)使用后仍保持很好的催化活