基于有機污染物去除的新型磁性TiO2復合光催化劑的設計及其性能研究.pdf

1、水楊酸(SA)和抗生素類物質都是難降解的有機污染物。這些物質不僅會對環(huán)境產生生態(tài)毒性，造成難直接治理的污染，而且會隨著食物鏈最終進入人體，危害著人類的生命健康。由于這些物質有較強的環(huán)境穩(wěn)定性，很難通過傳統(tǒng)處理技術有效的去除。因此，光催化作為一種具有廉價、無毒、穩(wěn)定、低能耗等優(yōu)點的技術而被廣泛應用于水環(huán)境的治理中。為了提高光催化劑的選擇性和回收率，我們引入了磁性材料且將分子印跡和光催化技術相耦合來提高光催化劑的功能化，實現(xiàn)環(huán)境中SA和抗生

2、素類有機污染物的高效處理。具體內容如下:
　　(1)通過溶膠-凝膠法合成磁性二氧化鈦(mag-TiO2)復合光催化劑，并以此來去除SA有機污染物。通過TEM、SEM、BET、FT-IR、XRD、VSM等儀器對該催化劑進行了系統(tǒng)的表征。結果表明所制的mag-TiO2復合光催化劑:具有核-殼結構，直徑約為290 nm，有良好的分散性、化學穩(wěn)定性和磁特性(Ms=22.11 emu/g);對SA有良好的吸附能力和較快吸附速率。在最佳實驗條

3、件下，吸附過程遵循準二級反應動力學和Langmuir吸附等溫方程。同時，由熱力學參數(shù)可知該吸附過程是一個自發(fā)的吸熱過程。另外，由光催化降解實驗可知該光催化劑具有良好的降解活性，并對其機理進行了深入探討。
　　(2)本實驗主要通過溶膠-凝膠法合成了以環(huán)丙沙星(CIP)為模板分子的無機印跡TiO2/C/Fe3O4復合光催化劑。通過一系列實驗考察發(fā)現(xiàn)，CIP為0.05mmol，洗脫時間為4h時制備的無機印跡TiO2/C/Fe3O4復合光

4、催化劑，在可見光下照射120min，降解CIP溶液，降解率可達80％左右，對CIP表現(xiàn)出了良好的光催化活性。在選擇性實驗中發(fā)現(xiàn)，相比于TiO2/C/Fe3O4而言，無機印跡TiO2/C/Fe3O4對CIP溶液的降解效果更好，但對四環(huán)素的降解活性不高，說明無機印跡TiO2/C/Fe3O4對CIP具有良好的光催化活性和較高的選擇性。
　　(3)以二氧化鈦納米管(TNT)作載體，TC為模板分子，制備導電印跡P3HT/Fe3O4/TNT復

5、合光催化劑。通過SEM、TEM、EDS、ICP、XRD等儀器對導電印跡P3HT/Fe3O4/TNT光催化劑進行了形貌和性質的表征。經過實驗考察發(fā)現(xiàn)，當聚合時間為12h、P3HT為0.02g時制備的導電印跡P3HT/Fe3O4/TNT光催化劑，在紫外光照射下，對TC的光降解效果最好，降解率可達85％。在選擇性考察的實驗中發(fā)現(xiàn)，與TNT相比，導電印跡P3HT/Fe3O4/TNT對TC的光催化活性高，且對TC的降解效果明顯優(yōu)于對CIP的。經過