[01224428]磁性复合吸附光催化剂的制备及其在化工废水中的应用

在国家自然科学基金项目《Fe3O4/TiO2/Graphene磁性复合吸附剂的制备及其去除水体中的重金属离子机制研究》的资助下,我们开展了基于TiO2和Fe3O4的复合材料的理论计算及去除水中重金属离子污染物研究。设计TiO2/graphene、TiO2（001）/graphene、WO3/graphene、Fe3O4（111）以及（WO3）x/（TiO2）y层状复合结构,采用基于密度泛函理论的第一性原理方法探讨了石墨烯的复合对材料的电子结构、界面电荷迁移、光生电子-空穴复合率以及氧化还原性质的影响。制备了TiO2（100）/graphene、WO3/graphene和TiO2/WO3/graphene、多孔结构Fe3O4、Fe3O4/TiO2、Fe3O4/生物质、Fe3O4/TiO2/graphene复合纳米材料,对其结构和性能进行了表征,讨论了石墨烯、氧化物的复合对氧化还原和吸附性能的影响。将它们用于废水中重金属离子Cr（VI）、Cu（II）以及罗丹明B的去除,揭示了金属离子在吸附剂表面的吸附过程及作用机制。以氧化石墨烯为吸附剂、以一定活性表面的TiO2为光催化剂、制备复合吸附/光催化剂。以氧化石墨烯提高其吸附性能,以TiO2提高其光催化性能,采用微波辐射拓展其光响应范围、增强其光催化活性。 将吸附和光催化方法结合微波流化床处理工业有机废水,以流化床强化液固两相充分接触,以微波强化其反应效率、拓展其光响应范围。固定微波频率（2450 MHz）,研究废水初始浓度、水流速度、吸附/光催化剂装填量、微波功率、光照时间等工艺参数对工业废水CODCr去除率的影响,建立微波光催化流化床处理工业有机废水装置和最佳工艺路线。