本文制備了ZnFe₂O₄/TiO₂光催化劑,利用紫外可見吸收光譜（UV-Vis）、電子透射顯微鏡（TEM）和X射線衍射（XRD）對ZnFe₂O₄/TiO₂的形貌、結(jié)構(gòu)和光譜特征進行表征.同時,研究了不同條件下復(fù)合材料對吲哚美辛（IDM）的光催化降解規(guī)律.結(jié)果表明,二氧化鈦與鐵酸鋅能夠很好地粘附在一起,使得吸收波長發(fā)生了紅移,擴大了吸收光譜的范圍.當ZnFe₂O₄和TiO₂的質(zhì)量比為3%時,在模擬太陽光的條件下該光催化劑對IDM的降解效果最好,降解率達到95%.此外,IDM的光催化降解反應(yīng)符合準一級動力學(xué)規(guī)律,在p H=5、催化劑投加量為0.2 g·L-1時,光催化劑的降解速率常數(shù)是純TiO₂時的2.15倍.隨著光催化劑投加量的增大,IDM的降解速率隨之增加.p H=5時最有利于光催化劑對IDM的降解.經(jīng)過5次循環(huán)實驗后,催化劑對IDM的光催化降解率仍在92%以上,展現(xiàn)了... 

【文章來源】：環(huán)境化學(xué). 2017年12期 第2550-2557頁 北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

旋轉(zhuǎn)光化學(xué)反應(yīng)器Fig．1Ｒotaryphotochemicalreactor

12期陸一達等:ZnFe2O4/TiO2復(fù)合材料的制備及其在模擬太陽光下光催化降解吲哚美辛的動力學(xué)和機理研究2553圖2ZnFe2O4/TiO2的透射電鏡圖Fig．2TEMimagesofZnFe2O4/TiO22．1．2光學(xué)性能表征圖3是3種催化劑通過紫外可見光吸收光譜(UV-Vis)掃描得到的光譜圖．由圖3可知，鐵酸鋅在可見光區(qū)域內(nèi)存在極強的吸收，而TiO2在紫外光領(lǐng)域下吸收強度比較大，最大吸收波長為380nm，ZnFe2O4的摻雜使得TiO2的最大吸收波長發(fā)生了紅移，向可見光范圍移動，擴大了TiO2催化劑的吸收光譜，有利于光催化反應(yīng)的進行．2．1．3結(jié)構(gòu)表征采用XＲD衍射圖譜可以對3種催化劑的晶體結(jié)構(gòu)信息特征進行分析．圖4為ZnFe2O4、TiO2和ZnFe2O4/TiO2的XＲD的圖譜．在ZnFe2O4的XＲD中，在30．4°、35．7°和57．1°有較強的衍射峰，表明了ZnFe2O4是尖晶石結(jié)構(gòu)(JCPDSfile:No．79-1150)．而二氧化鈦(JCPDSCAＲD04-0477)分別在25．8°、37．82°、48．07°、53．94°、55．05°、62．74°和70．34°有較強的衍射峰，與之相對應(yīng)的晶面分別為(101)、(004)、(200)、(105)、(211)、(204)和(220)［16］．對于新型的光催化材料3%wtZnFe2O4/TiO2，其XＲD衍射峰與純TiO2的衍射峰相同，并沒有出現(xiàn)新的衍射峰．其中原因可能有兩點，一是ZnFe2O4在表面與TiO2結(jié)合并沒有進入到晶格里面，二是因為摻雜的ZnFe2O4的含量比較少［17］．圖3ZnFe2O4、TiO2和ZnFe2O4/TiO2復(fù)合材料的紫外吸收光譜圖Fig．3UV-VisabsorptionspectraofZnFe2O4，TiO2and3%wtZnFe2O4/TiO2圖43%wtZnFe2O4/TiO2復(fù)合材料的XＲD譜圖Fig．4

e2O4是尖晶石結(jié)構(gòu)(JCPDSfile:No．79-1150)．而二氧化鈦(JCPDSCAＲD04-0477)分別在25．8°、37．82°、48．07°、53．94°、55．05°、62．74°和70．34°有較強的衍射峰，與之相對應(yīng)的晶面分別為(101)、(004)、(200)、(105)、(211)、(204)和(220)［16］．對于新型的光催化材料3%wtZnFe2O4/TiO2，其XＲD衍射峰與純TiO2的衍射峰相同，并沒有出現(xiàn)新的衍射峰．其中原因可能有兩點，一是ZnFe2O4在表面與TiO2結(jié)合并沒有進入到晶格里面，二是因為摻雜的ZnFe2O4的含量比較少［17］．圖3ZnFe2O4、TiO2和ZnFe2O4/TiO2復(fù)合材料的紫外吸收光譜圖Fig．3UV-VisabsorptionspectraofZnFe2O4，TiO2and3%wtZnFe2O4/TiO2圖43%wtZnFe2O4/TiO2復(fù)合材料的XＲD譜圖Fig．4XＲDpatternsof3%wtZnFe2O4/TiO22．2催化劑光催化降解IDM的影響因素2．2．1ZnFe2O4摻雜量根據(jù)ZnFe2O4的摻雜量，按照不同的質(zhì)量比來制備不同比例的ZnFe2O4/TiO2復(fù)合光催化納米材料．圖5為在相同的環(huán)境條件下，純ZnFe2O4、純TiO2、ZnFe2O4和TiO2混合，1%wtZnFe2O4/TiO2、3%wtZnFe2O4/TiO2、6%wtZnFe2O4/TiO2、10%wtZnFe2O4/TiO2以及20%wtZnFe2O4/TiO2對IDM的光催化降

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：2903371