我国是纺织印染工业的第一大国,印染废水是我国的重点污染行业。靛蓝废水属于纺织印染废水的一种,具有色度大、有机污染物含量高、水质变化大、碱性大和染料品种多、可生化性较差等特点。传统的预处理法即混凝沉淀法,是物理法的一种,产生的沉淀物属于危险废物,预处理废水的同时又带来了新的污染问题,而光催化反应设备简单、操作简便、反应快速且高效,催化剂的来源广泛、种类较多、价格便宜,并且能够满足不同种类染料的需求。铁的氢氧化合物(FeOOH)一直以来都是科研者广为关注的催化材料和环境矿物材料,它们可通过共沉淀、离子交换、吸附等作用,有效地去除环境介质中的重金属和富营养元素等。羟基氧化铁的合成方法通常分为化学合成法和生物矿化法。在本篇论文中选用化学合成的四方纤铁矿(β-FeOOH)和生物合成的施威特曼石(Sch-Bio)进行研究。而二氧化钛由于其廉价、无二次污染、催化能力强、性质稳定,在光催化方面显示出优异的性能。但是单一催化剂的催化效果有限,所以文章先探讨了孔道结构铁矿物的改性问题,并使用三种催化剂β-FeOOH、TiO2、β-FeOOH/Ti02光催化靛蓝废水,考察其对COD和色度的去除效率,与混凝沉淀法进行比较,探究光催化法作为预处理方法的可行性。含表面活性剂或有机物的FeCl3溶液中Fe(Ⅲ)水解中和可制得中孔纳米材料β-FeOOH,但常温或低温下Fe(Ⅲ)水解形成产量较低。故本工作研究了不同温度(40、60、80℃)对含Brij30和葡萄糖(0.01%)的FeCl3溶液水浴陈化3天后所得铁沉淀产物FeOOH的影响。XRD和FTIR谱线证实形成铁矿物为结晶较好β-FeOOH矿相;TEM和FESEM形貌结构显示β-FeOOH颗粒为梭形,大小约为200-600nm。在低温(40℃)时,Brij30和葡萄糖可促进铁矿物沉淀的形成(对照处理中无铁沉淀产物形成);高温(60℃和80℃)时,对照处理和含葡萄糖的FeC13溶液中形成的铁矿物颗粒尺寸大小基本无差异,但含Brij30的FeC13溶液中60℃下形成β-FeOOH产物的粒径大于80℃下形成产物。生物施威特曼石由氧化亚铁硫杆菌培养溶液,经摇床培养2天所得。在氧化亚铁硫杆菌培养溶液中分别加入不同浓度的AlPO4,经过2天的摇床培养,收集矿物沉淀。发现,在培养过程中,AlPO4的加入,并没有加速或者减慢细菌HX3氧化Fe2+的进程,但是溶液pH值达到平衡时间缩短,矿物沉淀也从红棕色向亮黄色变化,检测上清液,发现有磷元素,证实AlPO4加入细菌生长过程。矿物经检测发现,除了有施威特曼生成外,发现了黄钾铁矾矿相,说明AlPO4加速了施威特曼向黄钾铁矾的转化,而且沉淀物的矿相也出现明显的不同,但是,并没有发现AlPO4对施威特曼石有改性效果。由于对四方纤铁矿和生物施威特曼石的改性不如预期,所以利用TiO2改性β-FeOOH,合成新的光催化材料β-FeOOH/TiO2。观察β-FeOOH/Ti02复合材料,与β-FeOOH与TiO2单一材料对比,光催化条件下,对靛蓝废水的降解作用。随着光照时间的延长,催化剂对COD、色度的去除率均是逐渐增大,达到最佳时间2小时后,去除率几乎不变达到平衡。β-FeOOH、TiO2、β-FeOOH/Ti02对COD的去除效率分别为15%、22%、31%,对色度的去除效率分别为35%、42%、48%。光催化条件下,三种催化剂对靛蓝废水的处理并不理想。随着催化剂浓度的增加,COD、色度的去除率也都逐渐增加,但是当催化剂浓度过量时,COD、色度的去除率出现了下降现象。原因是催化剂浓度过高,溶液浑浊,影响光的透过率。调节βH值探讨催化剂对COD与色度的去除率,靛蓝在酸性或者中性条件下将会析出,产生“酸析”现象,而且调节βH值耗资巨大,在工程运用上并不实际,所以文章没有深入探讨βH值对催化剂光催化靛蓝废水的影响问题。将光催化法与芬顿法相结合,三个催化剂在COD与色度的去除率上都有了很大的提高,对COD去除率提高了 10%左右,对色度的去除率都提高了将近一倍,特别是β-FeOOH/TiO2对色度的去除达到100%,只是三种催化物对COD的光降解效率都不高,最高也只达到45%。而传统的混凝沉淀法,在最佳条件下,对COD的去除率为25%,对色度的去除率为95%。将光催化法、光-芬顿法与传统的混凝沉淀法相比较,发现光-芬顿法处理靛蓝废水效果要高于混凝处理法,所以光-芬顿法可以作为靛蓝废水的预处理方法之一。