间苯二酚作为重要的化工原料,但是其缺点是难降解,可燃,有毒,有刺激气味,难降解,引起头痛、头昏、烦躁、嗜睡、紫绀(由于高铁血红蛋白血症)、抽搐、心动过速、呼吸困难、体温及血压下降,甚至死亡。如果处理不当,这种化合物会在水中不断恶化,将会成为环境和人类健康的最大危害。
传统的污染处理方法有吸附法、混凝法、活性污泥法、催化法、燃烧法等[3],但在实际处理过程中均存在着降解速率低、设备投资大、运行费用高,而且不能对有机物实现完全降解等缺点。因此急需寻找一种高效、低耗、实用、经济、环保的方法以降解污染物或是传统方法无法处理的难降解污染物。
近年来,半导体光催化技术以其室温深度反应和可直接利用独特性能而成为一种理想的环境污染治理技术,是基于光催化剂在紫外线照射下具有的氧化还原能力而净化污染物的一门技术。其原理是:当半导体光催化剂受到等于或者大于禁带宽度(Eg)的光照射时,光子的能量就会被半导体催化剂吸收,价带上的电子被激发,从价带跃迁到导带,同时在价带留下空穴,形成光生电子(e-)-空穴(h+)对[5],这些活性物种可与大多数的有机分子发生非选择性的氧化还原反应,使之彻底转化成CO2、H2O以及矿物酸或盐等。利用光催化净化技术降解有机污染物具有以下特点:直接用空气中的氧气做氧化剂,反应条件温和,可以将有机污染物分解为二氧化碳和水等无机小分子,降解效果彻底,二次污染小;半导体光催化剂化学性质稳定,氧化还原性强,成本低,不存在吸附饱和现象,使用寿命长[1-2][8-11]。所以半导体光催化技术特别适合有机物的降解,在深度废水净化处理方面显示出了巨大的应用潜力。
但是在光催化技术中所用的催化剂存在分离和回收困难问题,因而将目光转向磁性催化剂,在利用磁性铁氧体催化剂进行光催化降解有机污染物过程中,发现磁性复合氧化物半导体具有更高的催化性能,同时还具有很好的磁分离性能,解决了实际应用过程中催化剂难分离、回收、循环使用的问题。在众多的半导体
中,ZnFe2O4作为一种稳定的材料,广泛应用于磁性材料、光催化降解污染物等方面。但是其缺点在于反应时间长,能耗高,产品粒度大,进而影响性能有效发挥,需将其进一步改进利用。ZnO是无毒无害,成本低,稳定性高的新型高功能精细无机产品,利用其在光、电、磁、敏感等方面的特性,制成高效光催化剂,在环境污染治理方面扮演重要角色。但氧化锌在应用过程中存在分离困难。故而我们选择制出ZnFe2O4与ZnO复合催化剂。用ZnFe2O4作为异质结的壳结构,ZnO作为异质结的核结构,将会制备出有前景的微波吸收材料。单纯的ZnFe2O4与无磁性的ZnO结合后,饱和磁化强度下降,有效地降低了ZnO的介电常数;其次,对于吸波剂保持相对较低的介电常数的同时,提高其导电性有益于电磁波的损耗;还有两者的结合形成异质结,拓宽了对紫外光的吸收范围和对光的吸收强度,从而提高了材料的光催化活性;并且既提高了载流子的浓度和迁移率,又提高了其导电性;最后一点,两者的结合可以获得更多的晶体界面,使材料的界面极化效应和弛豫现象更加明显。为此,本文将铁酸锌与氧化锌二者复合,制成具有磁分离特性的复合光催化剂,研究其在降解间苯二酚方面的应用,既可以解决铁酸锌分散问题,氧化锌的分离问题,又可以提高其光催化活性。文献综述
2 实验部分
2。1实验原料
ZnFe2O4-ZnO复合光催化剂的制备及在紫外光下光催化性能研究(2):http://www.youerw.com/huaxue/lunwen_82595.html