【摘 要】
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在常温常压下利用纳米半导体吸收光激发产生的光生电子使毒性高的Cr(Ⅵ)还原为毒性低的Cr(Ⅲ)的光催化还原技术,因其能重复利用太阳能,而被认为是种很有潜力的技术,但普通的纳米半导体光催化材料存在着催化效率相对较低、难从水中回收分离的问题.本研究利用水热法合成磁性可回收的Fe3O4-CdS复合纳米可见光催化剂,对合成材料进行表征,比较Fe3O4、CdS及Fe3O4-CdS对Cr(Ⅵ)的光催化还原性能
【机 构】
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浙江清华长三角研究院生态环境研究所,浙江省水质科学与技术重点实验室,浙江嘉兴314006 浙江清华
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在常温常压下利用纳米半导体吸收光激发产生的光生电子使毒性高的Cr(Ⅵ)还原为毒性低的Cr(Ⅲ)的光催化还原技术,因其能重复利用太阳能,而被认为是种很有潜力的技术,但普通的纳米半导体光催化材料存在着催化效率相对较低、难从水中回收分离的问题.本研究利用水热法合成磁性可回收的Fe3O4-CdS复合纳米可见光催化剂,对合成材料进行表征,比较Fe3O4、CdS及Fe3O4-CdS对Cr(Ⅵ)的光催化还原性能,考察了复合材料中Fe3O4含量、溶液中Cr(Ⅵ)浓度、催化剂投加量、Cr(Ⅵ)溶液的初始pH值等因素对催化剂催化性能的影响,同时考察了合成的Fe3O4-CdS光催化性能的稳定性.研究结果表明:Fe3O4-CdS为粒径20-100nm的圆形或近圆形颗粒,在外加磁场下能很好地从水中分离回收;Fe3O4本身没有可见光催化还原Cr(Ⅵ)的性能,但Fe3O4能促进光生电子的传递,Fe3O4和CdS复合后,能促进CdS对Cr(Ⅵ)的光催化还原,Fe3O4-CdS复合催化剂中Fe3O4的优化含量为20％,过高的Fe3O4反而抑制光催化;低浓度的Cr(Ⅵ)或高浓度的光催化剂有利于Cr(Ⅵ)的可见光催化还原,低pH有利于Cr(Ⅵ)的光催化还原,但20％ Fe3O4-CdS也能在较宽的pH范围(3.2-9.6)内对Cr(Ⅵ)具有良好的可见光催化还原性能;1.27g/L 20％ Fe3O4-CdS对30mg/L Cr(Ⅵ)重复利用6次后,Cr(Ⅵ)的去除率仅从第1次的99.3％下降到第6次的90.5％,表明Fe3O4-CdS具有良好的可将光催化稳定性.
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