張星宇 張立斌(通遼第五中學(xué), 內(nèi)蒙古 通遼 028000)

0 引言

工業(yè)污染日趨嚴(yán)重，有機(jī)污染物中含有苯類、酚類、蒽醌類及雜環(huán)類等不易被降解的污染物。工業(yè)廢水中有機(jī)污染一直都是處理廢水中的難點(diǎn)，同時(shí)也成為了現(xiàn)在國內(nèi)外水污染治理急需解決的一大難題[1]。

尖晶石型鐵氧體是一種功能很多的半導(dǎo)體材料，尤其是一種重要的磁性材料。尖晶石型鐵氧體具有良好的物理和化學(xué)性質(zhì)，它在磁學(xué)性能、氣敏性能、吸附性能和光催化性能等方面都具有很好的應(yīng)用[2-3]。尖晶石型CuFe2O4的納米級(jí)超微粉體在光學(xué)性質(zhì)、熱學(xué)性質(zhì)、電學(xué)性質(zhì)、磁學(xué)性質(zhì)等眾多方面展現(xiàn)出許多新型的特性[4]。

尖晶石型CuFe2O4多孔級(jí)納米纖維未見報(bào)道，本文采用靜電紡絲技術(shù)制備了CuFe2O4多孔級(jí)納米纖維。并以感光廢液為降解物研究了CuFe2O4多孔級(jí)納米纖維的光催化性能。

圖1 復(fù)合纖維在800℃焙燒10h制備的樣品的XRD譜

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 XRD分析

圖1 為復(fù)合纖維在750℃煅燒10h后產(chǎn)物CuFe2O4的XRD 圖譜。從圖中可以看出，CuFe2O4的衍射峰(1 0 1)、(1 2 2)、(2 0 0)、(2 2 0)、 (2 1 1)、(3 2 1)、(2 2 4)，與 標(biāo) 準(zhǔn) 圖 譜PDF 34-425 相一致。經(jīng)過比對(duì)可知，750℃下煅燒產(chǎn)物產(chǎn)生了雜相，經(jīng) Search-Match 分析，發(fā)現(xiàn)少量雜相為 Fe3O4，這是因?yàn)殪褵郎囟炔粔蚋撸w沒有足夠的結(jié)晶動(dòng)力，晶體生長不完全所致。樣品大部分都形成了CuFe2O4多孔級(jí)納米纖維。

1.2 FE-SEM分析

圖2為復(fù)合纖維在800℃焙燒后的樣品的FESEM照片。從圖2可以看出：纖維由平均粒徑80nm的顆粒疊加而成，表面呈現(xiàn)多孔結(jié)構(gòu)，平均孔徑10nm，纖維平均直徑為180nm，長度大于500μm，由電鏡照片可知樣品為長徑比較大的CuFe2O4多孔級(jí)納米纖維。

圖2 復(fù)合纖維在800℃焙燒后樣品的FE-SEM照片

2 光催化性能實(shí)驗(yàn)

2.1 催化劑投入量的影響

將經(jīng)過750℃煅燒所得的CuFe2O4多孔級(jí)納米纖維，投入量分別為0.2g/L、0.5g/L、 1.0g/L、1.5g/L 對(duì)稀釋了300倍的感光廢液進(jìn)行降解。降解效果如圖3所示。

圖3 CuFe2O4多孔級(jí)納米纖維對(duì)光催化活性的影響

由圖3可知CuFe2O4多孔級(jí)納米纖維投入量為0.2g/L-0.5g/L時(shí)，降解率逐漸增加時(shí)，當(dāng)繼續(xù)增加CuFe2O4多孔級(jí)納米纖維投入量，光催化效果降低。這可能是因?yàn)楫?dāng)其濃度較小時(shí)，隨著CuFe2O4顆粒增多時(shí)，更多的光子被吸收，從而光催化降解反應(yīng)速率變小，當(dāng)催化劑濃度增大時(shí)，則會(huì)因懸浮的CuFe2O4多孔級(jí)納米纖維過多，引起光的散射作用增強(qiáng)致使輻射光強(qiáng)度在溶液中明顯衰減，使光激發(fā)的空穴數(shù)目減少，從而降低光催化劑的降解速率。從實(shí)驗(yàn)可以看出4h時(shí)當(dāng)CuFe2O4投入量為0.5g/L的降解率為85.01%，對(duì)感光廢液的降解率最高；此時(shí)COD去除率最低，所以0.5g/L的為最佳CuFe2O4多孔級(jí)納米纖維投入量，此時(shí)COD值為105mg/L，低于國家的120mg/L的COD排放標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)語

結(jié)果表明，當(dāng)750℃煅燒得到的尖晶石型CuFe2O4多孔級(jí)納米纖維，其投入量為0.5g/L，經(jīng)過4h紫外燈照射，感光廢液降解率為85.01%。

[1]沈根祥,張慧, 怖井一男.Fenton 反應(yīng)研究進(jìn)展[J].Science&technology information. 2007，34：24- 25.

[2]Tang J W, Zou Z G, Yin J,etc. Photocatalytic degradation of methylene blue on CaIn2O4 under visible light irradiation[J]. Chem. Phy.Lett,2003,(382):175-179.

[3]Ayana T,Tokushi S.Luminescence channels of manganese- doped spinel[J]. J.Lumin，2004，109:19-24. Mishra.

[4]邵海成.鐵氧體納米粒子的制備及表征[D].武漢:武漢理工大學(xué),(碩士學(xué)位論文),2005: 23-24.