论文部分内容阅读
本论文制备了四氧化三铁负载碳纳米管（Fe3O4/CNTs）,并结合微波技术（MW）对水中甲基对硫磷（MP）、敌草隆（Diuron）、偶氮品红（Azo-fuchsine）等有机污染物进行催化降解研究。第一章中,采用微波水热法制备四氧化三铁负载碳纳米管（Fe3O4/CNTs）,其中碳纳米管（CNTs）选用40-60 nm,将其结合微波降解污染物,并比较Fe3O4/CNTs和CNTs的活性。结果显示,水溶液中有机污染物,如甲基橙（MO）、双酚A（BPA）、甲基对硫磷（MP）、罗丹明B（RhB）和偶氮品红（Azo-fuchsine）,在四氧化三铁负载碳纳米管结合微波（Fe3O4/CNTs/MW）体系中,能够被快速有效地降解。当微波水热（M-H）压力为1.0 Mpa,反应30 min时,铁离子浓度为004 mol/L的Fe3O4/CNTs活性最高。将微波水热合成压力改变到1.5Mpa,微波水热合成时间和铁离子浓度（Fe3+）保持不变,初始浓度为38μmol/L （即10mg/L）的甲基对硫磷（MP）溶液,催化剂投加量为1.2g/L,微波功率450 W,2450 MHz,溶液pH=6.2,MW照射15 min时,MP被完全去除。此外,甲基橙（MO）、双酚A （BPA）、甲基对硫磷（MP）、罗丹明B （RhB）和偶氮品红（Azo-fuchsine）水溶液,在Fe3O4/CNTs/MW体系中被降解,降解动力学速率常数K分别为0.925、0.845、0.753、0.993和0.943。因此,在相同合成和降解实验条件下,Fe3O4/CNTs的微波催化活性高于单纯CNTs。第二章中,采用微波水热法、水热法和共沉淀法三种方法制备四氧化三铁负载碳纳米管（Fe3O4/CNTs）,并比较其活性。实验选用的碳纳米管粒径为20-40nm。结果显示水溶液中的有机污染物,如双酚A（BPA）、偶氮品红（Azo-fuchsine）、敌草隆（Diuron）、甲基对硫磷（MP）、甲基橙（MO）和罗丹明B（RhB）,在Fe3O4/CNTs/MW体系中,能够被快速有效地去除。微波水热法、水热法和共沉淀法三种方法制备Fe3O4/CNTs的Fe3+浓度都为002 mol/L,将制备得到的三种Fe3O4/CNTs催化剂分别取0.4g/L,分别与25mL, 10mg/L敌草隆（Diuron）反应,时间选取1.0分钟,功率选取450 W,降解率分别为43.91%、47.10%和60.37%。因此,Fe3O4/CNTs的微波催化活性顺序如下：共沉淀法>水热合成法>微波水热法。综上所述,四氧化三铁／碳纳米管和碳纳米管有MW催化活性,四氧化三铁／碳纳米管结合微波可以快速有效地降解废水中有机污染物。微波作用下四氧化三铁/碳纳米管降解活性要比碳纳米管好。三种方法比较得出,共沉淀法合成的Fe3O4/CNTs活性最优。此技术具有降解效率高,速度快,成本低,且没有中间产物生成,无二次污染等优点,在有机废水处理中具有很好的应用前景。