微納米結(jié)構(gòu)鐵及鐵基復(fù)合物類芬頓降解有機(jī)物-滅菌性能研究.pdf

1、隨著工業(yè)社會(huì)的迅速發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，伴隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展而來的是越來越嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。人們對(duì)自然資源的過度開發(fā)與不合理利用，導(dǎo)致了生態(tài)環(huán)境的污染和破壞，嚴(yán)重威脅人類的健康及社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。水是人類生存和發(fā)展不可缺少的物質(zhì)，也是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素。我國(guó)是淡水資源十分匱乏的國(guó)家，近年來隨著人口的快速增長(zhǎng)和經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，生活污水和工業(yè)廢水的任意排放，造成了淡水資源的嚴(yán)重污染，使本就嚴(yán)峻的缺水問題更加雪上加霜。在禁止污水任意排

2、放的同時(shí)，如何有效實(shí)現(xiàn)污水的凈化是我們面臨的重大挑戰(zhàn)。
　　從上個(gè)世紀(jì)開始，科學(xué)家就已經(jīng)致力于污水的凈化工作，到目前為止已經(jīng)發(fā)展了許多污水處理的方法。高級(jí)氧化技術(shù)能生成具有高活性的活性氧物種，通過活性氧物種與污染物的作用實(shí)現(xiàn)污染物的去除，因此受到了國(guó)內(nèi)外科學(xué)家的廣泛關(guān)注。
　　在本文中，我們首先利用NaBH4在常溫常壓下還原Fe2O3的方法合成了具有微納米結(jié)構(gòu)的Fe2O3@FeB復(fù)合物，XRD、SEM、TEM、XPS和穆斯堡

3、爾譜等一系列表征結(jié)果表明，經(jīng)過NaBH4處理以后，F(xiàn)e2O3表面上形成了納米片狀結(jié)構(gòu)的無定形FeB合金。不同處理時(shí)間Fe2O3@FeB復(fù)合物在酸性條件下類芬頓降解RhB的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，F(xiàn)e2O3@FeB復(fù)合物降解RhB的效率與表面形成的低價(jià)鐵(FeⅡ和零價(jià)鐵)和單質(zhì)B的含量有關(guān)。隨著NaBH4處理時(shí)間的延長(zhǎng)，表面上生成的FeⅡ和零價(jià)鐵含量增加，從而提高了Fe2O3@FeB復(fù)合物類芬頓反應(yīng)的能力;由于單質(zhì)B的強(qiáng)還原性，可以將FeⅢ還原為F

4、eⅡ，但是隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)，表面上生成的單質(zhì)B會(huì)被逐漸氧化成B2O3，從而不利于FeⅢ的還原，減弱了其類芬頓反應(yīng)的能力。在此基礎(chǔ)上，我們提出了微納米結(jié)構(gòu)Fe2O3@FeB復(fù)合物類芬頓反應(yīng)的機(jī)理:Fe2O3@FeB復(fù)合物表面的FeⅡ與Fe0在酸性條件下與O2反應(yīng)生成H2O2和·O2-，·O2-在H+作用下生成H2O2，生成的H2O2與體系中的FeⅡ反應(yīng)生成高活性的·OH，從而降解有機(jī)物;氧化生成的FeⅢ在單質(zhì)B的作用下被還原為FeⅡ，從

5、而實(shí)現(xiàn)鐵的循環(huán)，提高Fe2O3@FeB復(fù)合物類芬頓反應(yīng)的能力。其次，本文制備了核殼結(jié)構(gòu)的Fe@Fe2O3納米線，研究了無機(jī)配體四聚磷酸的加入對(duì)Fe@Fe2O3納米線活化分子氧殺滅大腸桿菌的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明四聚磷酸的加入能促進(jìn)Fe@Fe2O3納米線殺滅大腸桿菌。通過活性物種的捕獲實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，捕獲H2O2后體系中大腸桿菌的存活率明顯增大，而捕獲了·O2-和·OH以后大腸桿菌的存活率沒有明顯的變化;同時(shí)活性物種的定量檢測(cè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明，F(xiàn)e@