摻硼鐵氧化物性質及其對有機污染物的光催化降解效果研究.pdf

1、以鐵氧化物為催化劑催化氧化降解有機污染物已成為近年來環(huán)境化學方面的研究熱點。相對于傳統(tǒng)光催化劑二氧化鈦,鐵氧化物的帶隙能較低,且能誘發(fā)芬頓反應,因此,鐵氧化物光催化將成為具有廣闊應用前景的治理環(huán)境污染的新技術。
　　 為了提高鐵氧化物光催化劑的活性,本文以人工合成針鐵礦為基礎,經硼酸三甲酯處理形成不同硼摻雜質量分數(shù)的針鐵礦和赤鐵礦,探討了它們的結構性質和光催化活性。主要采用溶膠凝膠法和研磨煅燒法來制備摻硼鐵氧化物；并采用XRD,

2、FT-IR,DRS,BET等表征手段研究了摻硼鐵氧化物的結構和光電性質。以甲基橙和阿特拉津為目標污染物,研究不同合成方法、摻雜比例、pH、過氧化氫和不同光源對催化劑活性的影響,確定了最佳摻雜條件。通過上述研究得到了以下主要結論:
　　 1)硼摻雜能改變鐵氧化物的晶體結構,增大催化劑的比表面積,其中摻硼針鐵礦系列的比表面積要大于摻硼赤鐵礦系列的比表面積。
　　 2)硼摻雜能提高催化劑的Lewis酸性,且隨著摻硼量的增加,催

3、化劑的Lewis酸性逐漸增強。
　　 3)硼摻雜能影響鐵氧化物對紫外和可見光的吸收性能。摻硼針鐵礦系列催化劑中摻硼2％針鐵礦對光的利用率最好,摻硼赤鐵礦系列催化劑中摻硼2％赤鐵礦對光的利用率最好。摻硼2％赤鐵礦對光的吸收能力要優(yōu)于摻硼2％針鐵礦。
　　 4)適量硼摻雜能提高鐵氧化物的紫外光和可見光催化效率,過量的硼摻雜不利于催化劑的光催化效率。紫外光下,摻硼針鐵礦系列對甲基橙降解效率的順序為:摻硼2％針鐵礦>未摻雜針鐵礦

4、>摻硼10％針鐵礦,摻硼赤鐵礦系列對甲基橙降解效率的順序為:摻硼2％赤鐵礦>未摻雜赤鐵礦>摻硼10％赤鐵礦。摻硼赤鐵礦系列催化劑的紫外光降解能力大于摻硼針鐵礦系列催化劑。
　　 5)紫外光下甲基橙的最佳降解條件為:pH=3,催化劑為摻硼2％赤鐵礦,存在過氧化氫。可見光下甲基橙的最佳降解條件為:pH=3,催化劑為摻硼2％針鐵礦并有過氧化氫存在。
　　 6)在可見光下,摻硼鐵氧化物對阿特拉津具有光催化降解的作用,其光催化過程