NiFe2O4尖晶石的合成、摻雜及光催化分解亞甲基藍(lán)性能的研究.pdf

1、隨著紡織業(yè)工業(yè)化的日益進(jìn)展，印染廢水的排放與日劇增，極大地加劇了環(huán)境污染。印染廢水的成分很復(fù)雜，有較高的水溶性，可生化性差，較難處理。光催化氧化法是印染廢水處理方法中新穎且高效的方法。尖晶石型鐵氧體由于具有很好的光催化活性及可磁回收再利用而備受關(guān)注。但是在實(shí)際應(yīng)用中，制備出在可見光下具有高催化活性的鐵氧體是必要的。本文通過溶膠-凝膠法和固相原位生長法分別制備了NiFe2O4和NiFe2O4/NiO，并對(duì)NiFe2O4進(jìn)行摻雜改性。研究了

2、鐵氧體的結(jié)構(gòu)、形貌、磁性和可見光光催化活性等性質(zhì)，測試了其重復(fù)性及回收率，并對(duì)比了照射光對(duì)NiFe2O4光催化活性的影響。
　　利用溶膠-凝膠法制備了NiFe2O4。研究了不同種類分散劑石蠟、CTAB和石蠟加CTAB（石蠟+CTAB）的添加量、煅燒溫度等實(shí)驗(yàn)條件對(duì)所制備樣品的結(jié)構(gòu)、形貌、磁性和可見光下降解亞甲基藍(lán)（MB）的催化活性的影響規(guī)律和機(jī)制。分散劑石蠟和CTAB的添加都能使NiFe2O4的飽和磁化強(qiáng)度和可見光光催化活性比不添

3、加的樣品顯著提高。通過對(duì)比分析確定添加石蠟+CTAB,600℃,5 h條件下合成得到的NiFe2O4具有最好的光催化降解活性和磁回收性能，其飽和磁化強(qiáng)度(Ms)為44.7 emu/g，在可見光下對(duì)低濃度MB溶液的純降解率（去除吸附、自分解等因素）可達(dá)89％以上。
　　以硝酸釹和碳酸銨為原料對(duì)在最佳條件下制備的NiFe2O4進(jìn)行釹和氮摻雜。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，摻釹后所有鐵氧體Ni1-xNdxFe2O4（x=0.05,0.10,0.15,0.2

4、0,0.25,0.30）較摻雜前結(jié)晶度及可見光光催化活性都降低；在不同溫度下?lián)降腘iFe2O4中，在700℃下?lián)降腘iFe2O4在可見光下的催化活性最高，對(duì)5~70 mg/L的MB溶液純降解率都在80%以上，可以有效使用兩次且回收率都在90%以上。
　　以沉淀法制備的片狀NiO為原料采用固相原位生長法制備NiFe2O4，通過熱重分析討論了其反應(yīng)過程。研究了合成溫度及NiO的添加量對(duì)NiFe2O4結(jié)構(gòu)和性能的影響。發(fā)現(xiàn)700℃和

5、NiO的添加量較理論值（反應(yīng)物摩爾比Ni2+:Fe3+=1:2）過量5%時(shí)制備的樣品光催化性能最優(yōu)。在該條件下制備的NiFe2O4/NiO在可見光下對(duì)對(duì)5~50 mg/L的MB溶液純降解率可達(dá)90%以上，而且可以通過磁回收分離后再循環(huán)有效使用4次。對(duì)比市售Ni2O3和自制NiO片為原料在最佳條件下合成的NiFe2O4/NiO的性能，結(jié)果表明以自制NiO為原料制備鐵氧體的結(jié)晶度和飽和磁化強(qiáng)度都好于以市售Ni2O3為原料制備的鐵氧體。在可見