【摘 要】
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节能高效处理含难降解有机污染物的废水是可持续发展的一大挑战。目前,已研发多种水处理的方法,光催化就是其中一种极具潜力的技术。提高光催化的效率,可以从催化剂的研发与改性入手,也可以通过与其他技术联用。本文的探究包含两个方面:通过煅烧法和水热法制备了Fe-MOF/Bi OBr催化剂,构建光-类Fenton系统降解罗丹明B（Rh B）和四环素（TC）;通过煅烧法制备了g-C3N4/Fe2（Mo O4）3
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节能高效处理含难降解有机污染物的废水是可持续发展的一大挑战。目前,已研发多种水处理的方法,光催化就是其中一种极具潜力的技术。提高光催化的效率,可以从催化剂的研发与改性入手,也可以通过与其他技术联用。本文的探究包含两个方面:通过煅烧法和水热法制备了Fe-MOF/Bi OBr催化剂,构建光-类Fenton系统降解罗丹明B（Rh B）和四环素（TC）;通过煅烧法制备了g-C3N4/Fe2（Mo O4）3催化剂,用作阴极构建微生物燃料电池（MFC）耦合光催化（PC）的MFC-PC体系处理化学园区工业废水。实验结果如下:（1）应用于光-类Fenton系统的Fe-MOF/Bi OBr催化剂。一系列实验证明,含0.005 g Fe-MOF和0.3 g Bi OBr的复合材料MB1催化效率最高。当MB1用于H2O2浓度为10 m M的光-类Fenton反应时,该材料对Rh B的降解能力提高到11.1mg/（mg·min）,而在光催化条件下仅为4 mg/（mg·min）;TC的降解率可以达到光催化反应的1.8倍。此外,该系统在酸性和中性环境中污染物降解效果良好,起到主要作用的活性物质是单线态氧（~1O2）和超氧自由基（·O2-）。（2）应用于MFC-PC体系的g-C3N4/Fe2（Mo O4）3催化剂。实验结果显示,光照强度的增强和催化剂用量的增加可以提高光催化的效率;以0.05 g Fe2（Mo O4）3和0.1 g g-C3N4复合制备的催化材料CF2效果最好,k值可以达到0.27 min-1,是纯g-C3N4的4倍,纯Fe2（Mo O4）3的135倍;自来水中的Cl-影响了Rh B的光催化降解。通过淬灭实验探究机理,确认了在光催化降解Rh B的反应中,起到主要作用的活性物质是~1O2,·O2-和h+。水力停留时间为12 h、外接电阻为100Ω时,在MFC-PC系统可以去除89.3%的COD和48.5%的NH4+-N,并且可以稳定运行。将出水进一步进行光催化处理去除氨氮,CF2催化剂可以去除出水中93.1%的氨氮,使氨氮的含量降到22.4 mg/L。本文的研究意义在于通过简便方法合成了高效的复合光催化剂,在可见光下可以协同类Fenton反应和MFC高效降解水中污染物,并通过实验确定了反应的最佳条件。该论文的研究制备并考察了新的复合光催化材料,为有机污染物的降解和废水的处理提供新的思路。
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