CuFeO2耦合过硫酸盐可见光催化降解过程及机理研究
采用水热合成法制备了CuFeO2催化剂,并采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、比表面分析仪和紫外可见漫反射光谱(DRS)对CuFeO2催化剂的晶体结构、表面形貌、组成元素、比表面积及禁带宽度等特性进行了表征分析.同时,以CuFeO2为催化剂,加入过硫酸盐(PS),以模拟印染废水中的亚甲基蓝为目标污染物,在可见光照射下,耦合光催化技术与高级氧化技术,构建了CuFeO2/PS/可见光(Vis)体系,并将其应用于降解亚甲基蓝染料废水.结果表明,与Cu2O/PS/Vis、Fe2O3/PS/Vis体系相比,CuFeO2/PS/Vis体系在同等条件下具有更好的降解效果.为探究该体系的最佳操作条件和适用的pH范围,系统地考察了催化剂投加量、PS投加量、pH值等因素对亚甲基蓝降解效果的影响.总有机碳含量(TOC)和重复实验表明,CuFeO2可重复使用4次,该体系的降解效果基本不变,但矿化程度降低8.2％.电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)实验结果表明,反应结束后溶液中残存1.7 mg·L-1 Cu(占CuFeO2投加总量的0.34％)和24.9 μg·L-1 Fe(占CuFeO2投加总量的0.05％),推测其来自于CuFeO2中金属离子的溶出.此外,对反应后的CuFeO2进行XRD和SEM表征发现,其物相组成和形貌未明显变化,表明少量的金属溶解对材料稳定性的影响较小.结合自由基掩蔽实验和CuFeO2能带结构分析发现,该体系良好的降解效果首先得益于耦合反应过程中产生的SO4-·,其次是·OH,另外,还有CuFeO2受光激发产生的光生空穴及其表面键合的Cu(Ⅰ)/Cu(Ⅱ)和Fe(Ⅱ)/Fe(Ⅲ)氧化还原对的协同作用.
CuFeO2、过硫酸盐、可见光催化、高级氧化技术
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X131(环境化学)
国家自然科学基金61601313;四川省教育厅重点项目16ZA0261;四川理工学院人才引进项目2015RC02;过程装备与控制工程四川省高校重点实验室项目GK201611
2018-08-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
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