纳米磁性复合体光催化材料制备、表征及应用研究

染料废水是难降解工业废水之一,其中甲基橙是较难降解的化合物之一。用TiO2光催化材料降解染料废水具有廉价、高效、无二次污染等优点。 目前对TiO2光催化材料的研究趋向两种形态,颗粒和固定在载体上的光催化膜。固定化光催化膜材料的比表面积有限,没有颗粒光催化材料的比表面积大,所以光催化膜的光催化效率没有颗粒光催化剂的效率高。但是颗粒光催化剂由于粒径太小,难于从反应混合物中分离回收出来,特别是在工业废水光催化处理过程中,由于分离困难造成颗粒光催化剂的流失率大。为了保证较高的光催化效率的前提下解决颗粒光催化剂的分离回收这一关键问题,我们制备了纳米磁性复合体光催化材料。 我们的思路是首先制备纳米Fe3O4磁流体,然后利用超声分散,引入Ti的前驱体,再利用溶胶-凝胶技术制备出纳米/纳米磁性复合体光催化材料;并用复合半导体的方法对其进行了改性研究。研究表明:复合的半导体可形成电子的转移场所,减少电子-空穴的复合,从而提高复合体光催化材料的光催化性能。作为对比,又制备了纳米/微米磁性复合体光催化材料,研究表明:晶型、表面结构等因素决定了纳米/微米磁性复合体光催化材料比纳米/纳米磁性复合体光催化材料的光催化活性要高。 以甲基橙溶液模拟染料废水,进行了光催化活性的评价实验,对影响光催化效率的因素如,甲基橙溶液初始浓度,光催化剂的加入量,光强,溶液的pH值等条件进行了优化。