摻鈦鐵基尖晶石異相Fenton脫色生物難降解染料廢水的研究.pdf

1、本文用沉淀-氧化法合成了不同鈦摻雜量的磁赤鐵礦(Fe3-xTix)1-δO4及用氫氣還原(Fe2Ti)1-δO4得到(Fe2Ti)1-δO4/H2,并通過X-射線衍射(XRD)、N2吸附-脫附、傅里葉紅外光譜(FTIR)、熱重與差示掃描量熱分析(TG-DSC)、零電點(pHpzc)、掃描電鏡(SEM)和透射電鏡(TEM)等手段對材料進行表征。結(jié)果顯示:(Fe3-xTix)1-δO4和(Fe2Ti)1-δO4/H2為立方晶系尖晶石結(jié)構(gòu)，鈦

2、離子摻雜到結(jié)構(gòu)中;合成的材料是典型的介孔結(jié)構(gòu);隨著鈦摻雜量的增加，(Fe3-xTix)1-δO4的比表面積增大，表面羥基數(shù)量增多;鈦的摻雜有穩(wěn)定尖晶石結(jié)構(gòu)的作用。
　　首先，本文研究了鈦摻雜對(Fe3-xTix)1-δO4異相Fenton脫色亞甲基藍的影響及其作用機理。本文通過紫外-可見光譜(UV-Vis)和傅里葉紅外光譜(FTIR)對脫色機制進行了探討。同時，運用TOC考察了亞甲基藍的礦化作用和液相-質(zhì)譜(HPLC-MS)對降解

3、產(chǎn)物進行定性研究。研究結(jié)果表明:隨著鈦摻雜量的增加，亞甲基藍在(Fe3-xTix)1-δO4上的吸附和脫色均得到提高;在中性pH條件下，(Fe3-xTix)1-δO4異相Fenton法不能使亞甲基藍完全礦化，只能使其轉(zhuǎn)化為小分子有機物，反應(yīng)過程中(Fe3-xTix)1-δO4沒有發(fā)生相變。
　　其中在機理研究方面，本文又深入研究了鐵基尖晶石結(jié)構(gòu)中Fe2+和Fe3+對亞甲基藍的異相Fenton脫色過程和機理。實驗中，選取鈦摻雜量x=

4、1.0的(Fe2Ti)1-δO4和(Fe2Ti)1-δO4/H2為研究對象，(Fe2Ti)1-δO4結(jié)構(gòu)中鐵離子為Fe3+，而(Fe2Ti)1-δO4/H2結(jié)構(gòu)中鐵離子為Fe2+。研究結(jié)果表明:在異相Fenton脫色亞甲基藍過程中，(Fe2Ti)1-δO4和(Fe2Ti)1-δO4/H2的單位比表面積單位吸附容量羥基自由基產(chǎn)生速率（kapp/SBET）很接近，分別為2.8×10-8和2.2×10-8。說明在摻鈦鐵基尖晶石異相Fenton

5、脫色亞甲基藍時，結(jié)構(gòu)中的Fe3+具有與Fe2+相當?shù)拇呋H產(chǎn)生的活性。
　　隨后，本文研究了(Fe2Ti)1-δO4異相Fenton脫色MB過程中的影響因素及催化劑的穩(wěn)定性。結(jié)果顯示:增加催化劑投加量、H2O2濃度、反應(yīng)pH值和反應(yīng)溫度能促進亞甲基藍的脫色，但是亞甲基藍脫色率會隨著初始濃度的增加而下降;催化劑有較強的穩(wěn)定性，經(jīng)過五輪穩(wěn)定性實驗后，亞甲基藍脫色效果有所下降，但是脫色率仍高達79％。
　　最后，本文研究了(F