含鐵粘土礦物光催化降解染料與還原重金屬鉻的研究.pdf

1、六價鉻(Cr(Ⅵ))具有高毒性、高致癌性，并且在環(huán)境中易于遷移，近年來受到了人們的廣泛關注。將Cr(Ⅵ)還原為低毒的Cr(Ⅲ)是重金屬鉻污染治理的關鍵步驟。染料是印染廢水中主要污染物之一。染料廢水排放量大、難生物降解且具有高毒性，一直是工業(yè)廢水處理的難點和重點。本研究發(fā)現(xiàn)可見光照射下(λ＞420nm)，蒙脫土K10(MK10)懸浮液可以同時催化Cr(Ⅵ)還原和陽離子型染料氧化。染料孔雀綠(MG)和羅丹明B(RhB)受激發(fā)后失去電子，電子

2、還原粘土中鐵物種（氧化鐵，結構鐵和交換型層間鐵）生成了Fe(Ⅱ)，進而催化還原Cr(Ⅵ)。這三種類型的鐵物種在催化轉化MG和Cr(Ⅵ)時，表現(xiàn)的催化活性并不相同，順序依次是Fe3+-MMT＞MK10＞C-MK10。溶液中的溶解氧對粘土光催化還原Cr(Ⅵ)沒有顯著影響，但是對染料的氧化脫色具有重要的影響。蒙脫土結構穩(wěn)定、在自然界中分布廣泛，其在光催化反應中被重復利用多次后仍然保持良好的催化活性，因此在未來廢水中染料和重金屬協(xié)同無害化處理上

3、具有廣泛的應用前景。
　　傳統(tǒng)的光Fenton反應通常需要在酸性pH的環(huán)境下才能進行，催化劑中鐵負載量低且易于溶出，利用的光源是紫外光，這些都限制了光Fenton氧化技術的實際應用。本研究中利用水熱法合成了一種新型光Fenton催化劑-綠脫土(NAU)，由染料光敏化作用驅動粘土中結構Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)的氧化還原循環(huán)，進而與H2O2發(fā)生Fenton反應生成了·OH氧化降解有機物。通過X射線衍射(XRD)、透射電鏡(TEM)、傅里

4、葉紅外光譜(FTIR)、比表面積(BET)、熱重(TG)和光電子能譜(XPS)分析等方法對合成的粘土礦物進行了結構和形態(tài)的表征分析。光催化實驗結果表明:在可見光照射下(λ＞420nm)，由合成綠脫土(NAU)、染料（羅丹明B）和雙氧水(H2O2)組成的光敏化Fenton反應體系在較寬的pH(3.0-8.0)范圍內，仍然表現(xiàn)出非常好的降解效果。這就說明合成粘土礦物NAU具有極好的催化活性。實驗中合成的富鐵粘土礦物含鐵量高(24.4wt％)