【摘 要】
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工业的发展使每年排放的工业废水越来越多,废水成分复杂,污染物种类多,如果这些废水没有经过妥善的处理就排入到环境中,不仅会对生态环境造成巨大压力,也会对人体健康造成严重影响。在各种废水处理技术中,光催化法以其处理工艺简单、降解效率高、成本低、可避免造成二次污染等“绿色”特性引起了人们的广泛关注。非金属光催化剂是光催化领域研究的热点之一,间苯二酚甲醛(RF)树脂具有较窄的带隙、吸收波长宽、太阳能化学转
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工业的发展使每年排放的工业废水越来越多,废水成分复杂,污染物种类多,如果这些废水没有经过妥善的处理就排入到环境中,不仅会对生态环境造成巨大压力,也会对人体健康造成严重影响。在各种废水处理技术中,光催化法以其处理工艺简单、降解效率高、成本低、可避免造成二次污染等“绿色”特性引起了人们的广泛关注。非金属光催化剂是光催化领域研究的热点之一,间苯二酚甲醛(RF)树脂具有较窄的带隙、吸收波长宽、太阳能化学转换效率高的特点,本文采用扩展St?ber方法制备间苯二酚甲醛(RF)树脂,并用共沉淀法将Fe3O4纳米颗粒负载在RF上,制备出RF/Fe3O4,研究其在环境污染治理中的应用。首先将制备好的RF作为光催化剂对含Cr(Ⅵ)废水进行处理,发现在较低的催化剂用量(0.1 g/L)、弱酸性、光照条件下,可高效还原Cr(Ⅵ),反应80分钟后,Cr(Ⅵ)几乎全部被还原。此外,循环实验表明,RF具有良好的稳定性,循环4次后仍有很高的Cr(Ⅵ)还原效率。机理研究表明,RF具有适当的导带和价带位置,有利于Cr(Ⅵ)的光催化还原。利用RF在通入氧气条件下能够高效产双氧水的能力,结合Fenton氧化法对苯酚进行降解,在弱酸条件下,2小时对苯酚的降解率达到91.6%。由于体系中双氧水现制现用,持续产生,且Fe3+也会成为电子受体,生成Fe2+继续参与反应,因此RF-Fenton比光Fenton更加高效。RF产双氧水的循环实验表明其良好的稳定性,说明RF可以持续的产生双氧水发生Fenton反应降解有机物。为了减少Fenton反应中铁泥的产生并使催化剂能够更好的回收,采用共沉淀法将Fe3O4纳米颗粒负载在RF上,制备出RF/Fe3O4。XRD与XPS表征表明Fe3O4纳米颗粒稳定地负载在RF上,通过SEM观察到Fe3O4纳米颗粒附着在RF表面,而且没有破坏RF原有的结构。在可见光照与通入氧气的作用下,RF/Fe3O4可以在p H=3.0的环境中高效降解苯酚,3小时的降解率可达到84%。循环实验表明RF/Fe3O4具有良好的稳定性,降解反应后的材料可以通过磁性进行回收,节约了催化剂的分离成本。在对RF/Fe3O4产生双氧水的实验中发现,低Fe3O4负载量的RF/Fe3O4对双氧水产率并没有太大的影响,循环四次后仍具有较高的产双氧水性能,而且RF/Fe3O4在产双氧水后可以利用其磁性进行回收,分离催化剂后的双氧水可以用于其他用途,使其具有更广泛的应用前景。
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