光催化技术和芬顿氧化法是两种常见的高级氧化技术。通过制备光谱响应范围宽、能有效实现光能转换、量子效率高且易回收使用的光催化材料,将其应用在可见光异相芬顿体系中,联合光催化技术和芬顿体系的优点,在可见光辐射下,开展光催化/光芬顿协同降解难降解探针污染物研究具有重大理论价值和实践意义。尖晶石型（MFe_xO_y）铁酸盐和赤铁矿（ɑ-Fe₂O₃）因禁带宽度较窄（2.0eV左右）、耐光腐蚀性强、易分离、可循环使用及催化活性高等特点备受关注。富勒烯C₆₀又被称为足球烯,是除金刚石和石墨以外碳的第三种同素异形体,因具有独特三维π电子离域结构,在光辐射下具有很强的捕获电子的能力及电子转移能力。本论文针对传统光催化剂和芬顿体系降解难降解污染物的一些缺陷,以磁性铁酸盐（MFe_xO_y:M=Bi、Mn、Co、Cu）为主要载体,通过负载不同比例的富勒烯进行改性,制备出磁性易回收的富勒烯/铁酸盐复合光催化剂。还探索了以富勒烯为载体,通过负载Fe₂O₃对富勒烯进行改性,制备出富勒烯/Fe₂O₃复合光催化剂。表征了复合材料的微观结构,应用在可见光芬顿体系中催化降解典型探针污染物,对光催化性能进行评价,详细分析了催化剂性能提升的原因及机理。主要研究成果如下:1.通过简单的水热法制备了BiFeO₃和C₆₀-BiFeO₃纳米复合光催化剂,通过X射线粉末衍射（XRD）、红外光谱（FT-IR）、拉曼光谱（Raman）、透射电镜（TEM）和振动样品磁强计等表征方法对C₆₀-BiFeO₃材料的组成、结构和性状等进行分析。XRD,Raman结果确定C₆₀-BiFeO₃的晶型结构与BiFeO₃一致,同为菱方钙铁矿型。随着富勒烯含量的增加,复合光催化材料吸收边由525nm增加到554nm,红移明显。负载C₆₀之后,材料比表面积由19.82m²/g增加到84.91m²/g,相应孔体积也增加。光催化性能实验结果表明,针对50mL,20mg/L的亚甲基蓝溶液（MB）,在可见光辐射下,不调节体系pH值（pH=6.02）,C₆₀-BiFeO₃催化剂中C₆₀掺比为4%,用量为0.02g,添加0.1mol/L双氧水时,可见光/C₆₀-BiFeO₃/H₂O₂体系对MB溶液的降解率为97.58%,比BiFeO₃催化体系提高约13.5%。同样条件下,可见光/C₆₀-BiFeO₃/H₂O₂体系对50mL,20mg/L的双氯芬酸（DCF）的降解率达到98.58%。研究还发现C₆₀-BiFeO₃催化剂在pH 3.18-11.25范围对MB有很好去除效率。5次循环降解实验后,催化剂仍然稳定且活性强。通过测定对苯二甲酸和羟基自由基反应生成的荧光物质,通过加入异丙醇（羟基自由基捕获剂）,EDTA-2Na（空穴捕获剂）,鼓入N₂（超氧阴离子捕获剂）开展屏蔽实验,探索出羟基自由基在反应过程中发挥主导氧化剂的作用。2.通过简单的水热法制备了CoFe₂O₄和C₆₀-CoFe₂O₄纳米复合光催化剂,通过X射线粉末衍射（XRD）、红外光谱（FT-IR）、UV-Vis吸收光谱、拉曼光谱（Raman）、透射电镜（TEM）和振动样品磁强计等表征方法对C₆₀-CoFe₂O₄材料的组成、结构和性状等进行分析。探索了最佳光芬顿反应条件。利用可见光/C₆₀-CoFe₂O₄/H₂O₂体系对双氯芬酸（DCF）的进行降解实验。探索出羟基自由基在反应过程中发挥主导氧化剂的作用。3.通过简单的水热法制备了MnFe₂O₄和C₆₀-MnFe₂O₄纳米复合光催化剂,通过X射线粉末衍射（XRD）、红外光谱（FT-IR）、UV-Vis吸收光谱、拉曼光谱（Raman）、透射电镜（TEM）和振动样品磁强计等表征方法对C₆₀-MnFe₂O₄材料的组成、结构和性状等进行分析。探索最佳光芬顿反应条件。探索出羟基自由基在反应过程中发挥主导氧化剂的作用。4.通过简单的水热法制备了CuFe₂O₄和C₆₀-CuFe₂O₄纳米复合光催化剂,通过X射线粉末衍射（XRD）、红外光谱（FT-IR）、UV-Vis吸收光谱、拉曼光谱（Raman）、透射电镜（TEM）和振动样品磁强计等表征方法对C₆₀-CuFe₂O₄材料的组成、结构和性状等进行分析。探索最佳光芬顿反应条件。探索出羟基自由基在反应过程中发挥主导氧化剂的作用。氨氮降解实验发现,C₆₀-CuFe₂O₄催化体系具有优异的催化效果。通过密度泛函理论分析发现NH₃与铁酸铜表面有较强相互作用,PDOS数据分析说明,C₆₀-CuFe₂O₄体系对NH₃有较强吸附性能。5.以C₆₀作为载体,用Fe₂O₃对C₆₀进行修饰,利用简单水热法制备了C₆₀-Fe₂O₃纳米复合光催化剂,通过X射线粉末衍射（XRD）、X射线光电子能谱分析（XPS）、红外光谱（FT-IR）、UV-Vis吸收光谱、拉曼光谱（Raman）、透射电镜（TEM）等表征方法对C₆₀-Fe₂O₃材料的组成、结构和性状等进行分析。探索了最佳光芬顿反应条件。利用可见光/C₆₀-Fe₂O₃/H₂O₂体系对有机染料、苯酚进行降解。探索出羟基自由基在反应过程中发挥主导氧化剂的作用。6.探索了C₆₀-BiFeO₃、C₆₀-CoFe₂O₄、C₆₀-MnFe₂O₄、C₆₀-CuFe₂O₄和C₆₀-Fe₂O_3、五种复合光催化剂的光催化机理,对比了C₆₀-MFe_xO_y四个体系对MB降解效果,近似反应条件下,四种体系对MB溶液降解能力为:C₆₀-CuFe₂O₄>C₆₀-MnFe₂O₄>C₆₀-BiFeO₃>C₆₀-CoFe₂O₄。