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净化工业生产所带来的环境污染,是现今很多地方所面临的首要问题。而二氧化钛为基的光催化剂产品已被开发及其机理在实验室条件下也已被验证。然而对于该光催化剂生产的现有方法均为化学试剂制备方法,其成本较高而难以普及。化学式为MFe12O19(M=Ba, Sr, Pb)的磁性铁氧体磁性光催化剂具有保持TiO2高催化活性的同时赋予粒子一些特性使其易于分离的特性而得到关注。 本研究中,在本课题组前期研究的基础上,以硝酸铁、硝酸锶为原料,利用溶胶-凝胶与自蔓延法相结合的方法首先制备出磁基体SrFe12O19,然后将TiO2包覆于锶铁氧体上制成磁性光催化剂 TiO2/SrFe12O19。并通过利用 X射线衍射(XRD),红外光谱(IR),透射电镜(TEM),振动样品磁强计(VSM)以及比表面积孔分析仪对磁基体SrFe12O19以及光催化剂TiO2/SrFe12O19进行了表征。同时,以亚甲基蓝(MB)和甲基橙(MO)为模拟废水,评价了磁性光催化剂TiO2/SrFe12O19在可见光下催化降解有机物的活性以及对印染废水的处理效率。得出如下的结果: (1)采用溶胶-凝胶法和自蔓延法相结合的方法制备出了黑棕色粉末状的锶铁氧体 SrFe12O19颗粒,并将锶铁氧体作为磁基体,用溶胶-凝胶法在锶铁氧体上包覆上TiO2制成光催化剂TiO2/SrFe12O19; (2)XRD,IR和TEM分析了催化剂的结构及包覆情况,结果说明TiO2聚集并包覆在 SrFe12O19表面,且包覆 TiO2为锐钛矿型,VSM测试表明溶胶-凝胶与自蔓延法相结合的方法制备出 SrFe12O19比只用溶胶-凝胶法制备出的磁性能好,TiO2包覆后催化剂仍具有优异的磁性能; (3)对TiO2/SrFe12O19进行光催化实验表明:光催化剂有良好的催化活性,催化效果最好的是 TiO2占催化剂80％,在450℃下焙烧所得的光催化剂TiO2/SrFe12O19; (4)以亚甲基蓝(MB)和甲基橙(MO)为模拟废水,对 TiO2/SrFe12O19进行的光催化实验表明:催化剂的用量为2g/L时,对亚甲基蓝和甲基橙的降解率分别为94.5%和30%。光催化剂 TiO2/SrFe12O19对亚甲基蓝的降解率明显高于甲基橙的。在实验反应体系中,光催化剂TiO2/SrFe12O19适合用于降解亚甲基蓝一类的有机染料废水; (5)在多次重复利用后,TiO2/SrFe12O19光催化剂的活性逐渐下降。这可能光催化降解的中间产物或甲基橙富集于催化剂的表面,导致催化剂的有效面积下降,从而影响了其光反应历程进而影响其催化活性。但多次重复使用后 TiO2/SrFe12O19的对甲基橙仍有较好的降解效果,使用6次之后,降解率仍可达到80%; (6)采用印染废水作为降解模型反应物,以TiO2/SrFe12O19作为光催化剂,进行了印染废水的COD去除率和脱色率试验表明:光催化剂TiO2/SrFe12O19的投加量为2g/L时,随着光照时间的延长印染废水的COD和色度均得到了很好降低去除, TiO2/SrFe12O19光催化处理印染废水反应适合在酸性条件下进行。故光催化剂TiO2/SrFe12O19的用量为2g/L,光照时间2h,在酸性条件下,COD去除率和脱色率分别为46.2%和62.2%; (7)由紫外—可见吸收光谱图分析可知,印染废水在200-800nm范围内吸光度都将接近零,说明将TiO2/SrFe12O19光催化剂用于印染废水的降解是可行的。 综合上述实验结果表明,所制备的光催化剂TiO2/SrFe12O19在可见光条件下的催化活性高,对降解印染废水中的有机污染物有明显的效果,它充分利用了太阳能光,将大大节省处理费用,若能进一步推广应用于处理实际印染废水将会产生巨大的环境效益和社会效益,可以认为是一种具有广泛应用前景的磁性新型光催化剂。