新型Fe2O3-氧化石墨烯催化劑的制備及其吸附與可見光Fenton降解有機污染物的研究.pdf

1、近年來，以產生氧化性自由基為主體的高級氧化技術引起了廣大學者的極大關注。其中，Fenton體系具有設備簡單、反應條件溫和、高效等優點，尤其是對于難生物降解或一般化學方法難以分解的有機廢水，具有很好的降解和礦化效果，因此得到廣泛應用。然而，傳統的Fenton體系在實際應用中仍存在著很多不足，如反應的最佳pH值局限于2-4;反應中需用沉淀等方法將溶液中的鐵離子分離出來，增加了處理成本;大多數需要在紫外光照射下發生催化作用。針對這些問題，本文

2、從催化劑的制備工藝和條件方面入手，成功制備了一種新型、高效的Fe2O3復合氧化石墨烯(GO-Fe2O3)異相可見光Fenton催化劑。
　　 采用X射線衍射(XRD)、傅里葉變換紅外(FT-IR)光譜、透射電子顯微鏡(TEM)、X射線光電子能譜儀(XPS)和熱重(TG)等多種表征技術對GO-Fe2O3的組成、結構和表面特征等進行分析。HRTEM、TG和XPS分析結果表明，GO-Fe2O3催化劑制備成功，鐵以Fe2O3形式存在，F

3、e2O3相對含量大致為8.5％。FT-IR分析結果表明，Fe2O3納米顆粒與氧化石墨烯的緊密連接歸因于金屬，羧基共價作用。
　　 以難生物降解染料羅丹明B（RhB）為模擬污染物，研究了GO-Fe2O3復合材料的吸附性能。吸附動力學的研究表明，GO-Fe2O3吸附劑對RhB的吸附符合準二級動力學方程;吸附等溫線符合Langmuir吸附等溫線模型，GO-Fe2O3吸附劑對RhB的吸附是吸熱過程，升高溫度有利于吸附的進行;吸附熱力學結

4、果表明，在吸附過程中分子的化學結構可能發生了變化。以RhB和持久性有機酚類化合物4-硝基酚為模擬污染物，評價了其在異相可見光Fenton體系中的催化降解性能，探討了不同反應條件以及不同實驗參數對異相光Fenton體系的催化降解效果的影響，包括催化劑投加量、H2O2投加量、pH條件等，并給出了該體系可能的機理。本研究所制備的GO-Fe2O3催化劑在可見光下對RhB和4-NP都具有很好的催化降解性能，該催化劑多次反復使用后仍保持很好的催化活