Fe3O4/TiO2@生物碳骨架复合材料的一步法制备及UV-Fenton催化性能

摘要 以玉米秸秆为生物模板，经铁盐和钛盐溶液浸渍后煅烧，制备了新型Fe3O4/TiO2分层介孔玉米秸秆碳骨架复合材料（Fe3O4/TiO2@MSC），并研究了其多相UV-Fenton体系降解四环素的效能.利用X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、N2吸附-脱附、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对合成的催化剂进行了表征.结果表明，Fe3O4/TiO2@MSC保留了玉米秸秆的分级多孔形态，纳米Fe3O4和TiO2在MSC表面生长，秸秆碳作为骨架提高了纳米Fe3O4的分散性，防止其团聚，提高了催化剂的稳定性，并且能够增加材料的比表面积和活性点位，进而增强对UV-Fenton体系的催化活性.TiO2光催化和多相Fenton体系的协同作用促进了Fe（Ⅲ）向Fe（Ⅱ）转化.催化性能研究结果表明，在相同条件下，Fe3O4/TiO2@MSC催化的多相UV-Fenton体系盐酸四环素（TCH）降解效率在反应40 min后达到99.8%，远高于Fe3O4@MSC+H2O2（30%），UV+H2O2（73%）、UV+Fe3O4@MSC+H2O2（89.1%）和UV+Fe3O4/TiO2+H2O2（89.2%）体系，并且该体系在中性甚至碱性条件下均能达到满意的TCH去除效果