【摘 要】
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印染废水排放量大、有机物含量高,对水环境和人体健康造成了巨大威胁。本文通过将石墨相氮化碳（g-C3N4）与铁酸锌（ZnFe2O4）进行耦合形成磁性复合光催化剂,以亚甲基蓝（MB）为目标污染物模拟印染废水,通过试验分析催化剂投加量、反应温度、初始p H值等单因子影响,并通过捕获试验进一步研究了反应机理,同时分析了催化剂的磁性以及官能团的影响,最后采用BBD试验设计分析了不同体系下影响因子对MB去除率
【基金项目】
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河北省教育厅重点基金（ZD2019126）； 河北省专业学位教学案例库建设项目（KCJSZ2018015）；
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印染废水排放量大、有机物含量高,对水环境和人体健康造成了巨大威胁。本文通过将石墨相氮化碳（g-C3N4）与铁酸锌（ZnFe2O4）进行耦合形成磁性复合光催化剂,以亚甲基蓝（MB）为目标污染物模拟印染废水,通过试验分析催化剂投加量、反应温度、初始p H值等单因子影响,并通过捕获试验进一步研究了反应机理,同时分析了催化剂的磁性以及官能团的影响,最后采用BBD试验设计分析了不同体系下影响因子对MB去除率的贡献程度及因子之间的交互作用。（1）通过热缩聚法和溶剂热法制备了ZnFe2O4/g-C3N4复合光催化剂,通过X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）表征对其晶体结构、微观形貌进行了表征分析。（2）在可见光条件下利用ZnFe2O4/g-C3N4复合光催化剂降解MB,当MB浓度为10 mg/L,ZnFe2O4/g-C3N4投加量为0.40 g/L、温度为40℃时,反应120 min,MB降解率为93.0%,催化剂经过5次回收利用后,对MB去除率仍在90%以上;采用ZnFe2O4/g-C3N4协同过碳酸钠（SPC）降解MB,当MB浓度为10 mg/L,SPC投加量为0.50 g/L,ZnFe2O4/g-C3N4投加量0.30 g/L,温度为30℃时,反应60 min,MB的降解率为93.9%,催化剂经过5次回收利用后,对MB去除率仍在90%以上。（3）对ZnFe2O4/g-C3N4光催化MB降解机理进行了分析:通过官能团表征分析了官能团对于光催化性能的影响;通过自由基抑制试验表明h+、·OH、·O2-均是参与反应的活性基团,作用效果依次减弱;SPC协同降解MB的反应体系中·OH为主要活性物质;同时对ZnFe2O4/g-C3N4的磁性做了分析。（4）采用BBD设计试验,建立影响因子回归方程和响应曲面模型,分析得出:ZnFe2O4/g-C3N4光催化体系中影响MB去除率的最重要因素为初始p H,初始p H与温度之间的交互作用最为显著;在光催化协同SPC体系中影响MB去除率的最重要因素为SPC的投加量,SPC的投加量与催化剂的投加量之间的交互作用最为显著。磁性ZnFe2O4/g-C3N4复合光催化剂有效解决了g-C3N4等光催化剂光生载流子复合率高、易团聚、难回收等缺点,在废水处理领域有着广阔的应用前景。
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