納米Fe2O3的可控制備及其對(duì)DBP的光催化降解性能研究.pdf

1、近年來(lái)環(huán)境污染問(wèn)題日益嚴(yán)重，特別是工業(yè)廢水污染最為嚴(yán)重，工業(yè)廢水中的鄰苯二甲酸酯類化合物為環(huán)境毒素型有機(jī)污染物，可干擾人體的內(nèi)分泌系統(tǒng)，對(duì)人體危害極大。光催化技術(shù)可以直接利用光能作為能源，將廢水中各類有機(jī)污染物氧化降解為簡(jiǎn)單的有機(jī)物并使之礦化為水和二氧化碳，是一種理想的環(huán)境治理技術(shù)。研究表明，使用納米Fe2O3粒子作為光催化劑在光照條件下對(duì)有機(jī)污染物有較高的降解活性。本論文將從不同形貌的納米Fe2O3粒子的可控制備及其對(duì)鄰苯二甲酸二丁酯

2、(DBP)的光催化降解進(jìn)行研究。
　　本文采用水熱合成法，通過(guò)調(diào)控添加劑種類等實(shí)驗(yàn)條件，分別制備出中空狀、片狀、漢堡包狀、梭子狀以及核桃狀的納米Fe2O3粒子，實(shí)現(xiàn)了對(duì)納米Fe2O3粒子形貌的可控制備。所制備的樣品均使用XRD、FT-IR、SEM和TGA進(jìn)行表征。結(jié)果表明，所制備的Fe2O3粒子均為納米級(jí)、純相的α-晶型，且具有結(jié)晶度較高、粒徑分布均勻與分散性良好等特點(diǎn)。其中，不同的表面活性劑在納米Fe2O3粒子的形成過(guò)程中表現(xiàn)出

3、不同的表面能，在晶體的生長(zhǎng)過(guò)程中起到不同的作用，進(jìn)而調(diào)控納米Fe2O3粒子的形貌及粒徑。
　　采用Fe2O3/H2O2/UV體系對(duì)鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)溶液進(jìn)行光催化降解實(shí)驗(yàn)。通過(guò)改變Fe2O3納米粒子的形貌、Fe2O3納米粒子的添加量、H2O2的添加量、pH值以及DBP溶液的初始濃度等實(shí)驗(yàn)條件，研究該體系對(duì)DBP的最佳降解效率條件及降解機(jī)理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)使用中空狀的納米Fe2O3粒子且添加量為30mg、H2O2添加量為5

4、0μL、pH為6.5、DBP初始濃度為13mg/L時(shí)，光催化降解體系的降解效率最大，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行至90min時(shí)DBP已降解93％。通過(guò)GC-MS聯(lián)用技術(shù)對(duì)DBP的光催化降解機(jī)理進(jìn)行研究，當(dāng)光催化反應(yīng)進(jìn)行至2h時(shí)，DBP降解的主要中間產(chǎn)物分別為鄰苯二甲酸單丁酯、苯甲酸甲酯、苯甲酸、苯甲醛、庚醛等化合物，當(dāng)光催化反應(yīng)進(jìn)行至12h時(shí)，DBP及其中間產(chǎn)物幾乎完全降解，說(shuō)明在Fe2O3/H2O2/UV光催化降解體系中，延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間，可使DBP完全降