【摘 要】
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药物废水是一种常见的工业废水,具有排放量大、危害严重、难治理的特点,因此寻找一种有效去除水体中药物污染物的方法至关重要。光催化芬顿法被认为是一种具有应用潜力的废水处理技术,该技术的核心是开发高效光催化剂,要求催化剂既具有良好的吸光性,同时能催化H2O2。BiOI由于其特殊的层状结构,对可见光具有优异的吸收,受到很多学者的关注。FeOOH作为异相芬顿催化剂对H2O2具有良好的催化活性,但是存在Fe（
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药物废水是一种常见的工业废水,具有排放量大、危害严重、难治理的特点,因此寻找一种有效去除水体中药物污染物的方法至关重要。光催化芬顿法被认为是一种具有应用潜力的废水处理技术,该技术的核心是开发高效光催化剂,要求催化剂既具有良好的吸光性,同时能催化H2O2。BiOI由于其特殊的层状结构,对可见光具有优异的吸收,受到很多学者的关注。FeOOH作为异相芬顿催化剂对H2O2具有良好的催化活性,但是存在Fe（Ⅲ）/Fe（Ⅱ）循环慢的问题,将其与光催化剂复合则可以解决这个问题。本课题选择对可见光具有优异响应能力的BiOI与异相芬顿活性催化剂FeOOH复合,制备出具有双功能性质的BiOI/FeOOH光催化剂,对其结构进行了表征。将其用于光芬顿催化降解环丙沙星（CIP）,探究主要影响因素,分析了光催化机理。采用水浴沉淀法制备BiOI/FeOOH复合材料,并对制备条件进行优化。当BiOI与FeOOH质量比为1:5时,光催化活性最好。SEM表明纯BiOI呈现出无规则的片状形貌,分布比较均匀;纯FeOOH呈现纳米棒状形态;对于BiOI/FeOOH复合材料,BiOI纳米片附着在FeOOH纳米棒的表面。紫外-可见漫反射光谱表明,BiOI/FeOOH具有较强的可见光吸收性能,且光吸收范围变宽。荧光光谱表明,复合后的BiOI/FeOOH的荧光强度比BiOI降低,说明FeOOH的加入可以加快载流子的分离,降低了电子和空穴的复合率。与纯BiOI和FeOOH相比,BiOI/FeOOH显示出更大的光电流和Nyquist曲线半径,进一步证明复合材料能够促进光生载流子的分离和转移,从而提高光催化活性。加入H2O2后光电流强度显著降低,Nyquist曲线半径显著变大,说明氧化剂能够捕捉光生电子,进而生成活性物种,从而提高降解活性。pH适用范围宽是该光芬顿催化系统的优势,在pH为2-9的范围内,环丙沙星的去除率均可以达到70%以上,且在pH=9时去除率最高,80 min可实现95%的降解。不同pH BiOI/FeOOH光催化-芬顿协同降解环丙沙星的机理不同,当体系pH为2和4时,均相芬顿体系在环丙沙星降解过程中发挥主要的作用,体系中主要活性物种为·OH和h+,·O2-对体系降解环丙沙星的作用相对较弱。当体系pH为7和9时,BiOI/FeOOH光催化H2O2降解环丙沙星过程中主要活性物种为·O2-,h+对环丙沙星的降解有一定的作用。
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