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异相光芬顿技术是一种高级氧化技术,因其产生的羟基自由基具有强氧化性,常用于降解各种难生化降解的有机污染物。磁性多孔材料兼具磁分离和催化性,广泛应用于异相芬顿技术中。但是异相光芬顿法存在Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)转换慢的缺陷。为解决这个问题,本文制备了以Fe3O4为核,GO(氧化石墨烯)为夹层,MIL-100(Fe)(一种金属有机骨架化合物)为壳的Fe3O4@GO@MIL-100(Fe)核壳结构异相光芬顿催化剂。并对该催化剂的形貌结构、催化活性、机理等进行了系统的研究,具体研究内容及结果如下:(1)采用水热法成功制备了核壳结构Fe3O4@GO@MIL-100(Fe)异相光芬顿催化剂,通过XRD、Raman、SEM、TEM、XPS、BET、磁饱和强度等测试手段对催化剂的晶体结构、形貌、表面化学成分、比表面积及孔结构、磁性等进行了分析。XRD和Raman结果显示已成功制备了Fe3O4/GO/MIL-100(Fe)催化剂;SEM和TEM显示催化剂Fe3O4@GO@MIL-100(Fe)具有核壳结构,粒径在360410 nm之间,其中壳层MIL-100(Fe)厚约61 nm,GO厚度约4.5 nm;XPS表明催化剂表面的化学成分随包裹材料的不同而变化;BET显示催化剂Fe3O4@GO@MIL-100(Fe)的朗格缪尔表面积为1048.1 m2/g,具有微孔和介孔混合孔结构;磁饱和强度测试显示催化剂的磁饱和强度为67.9 emu/g。(2)以2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)为目标污染物,考察了Fe3O4@GO@MIL-100(Fe),Fe3O4@MIL-100(Fe),MIL-100(Fe),Fe3O4@GO,Fe3O4,Fe3O4@MIL-100(Fe)+GO六种催化剂的催化性能,结果显示Fe3O4@GO@MIL-100(Fe)降解2,4-DCP速率明显优于其他催化剂。通过影响因素实验得到最适实验条件,在最适实验条件pH 5.5,H2O2浓度为3 mmol/L,Fe3O4@GO@MIL-100(Fe)用量为0.2 g/L,光照强度500 W,2,4-DCP初始浓度50mg/L下,光反应40 min时,2,4-DCP降解率几乎为100%;光反应180 min时,其矿化率达61%,双氧水利用率为74.8%。(3)通过活性物种捕获实验、电子自旋共振、荧光光致发光、电化学等手段对反应体系的机理进行了研究。活性物种捕获实验表明羟基自由基为主要活性物种,但超氧自由基和空穴也不可忽略。同时推导了该反应体系的简化机理。最后通过气质联用检测了2,4-DCP降解的中间产物,并推测了其可能的降解途径。