ZnFe2O4ZnO复合材料光催化氧化水中甲基橙

印染助剂TEXTILEAUXILIARIESVol.35No.9Sep.2018第35卷第9期2018年9月孙宏1，张泽2，于祥辉1（1.齐齐哈尔大学化学与化学工程学院，黑龙江齐齐哈尔161006；2.齐齐哈尔市环境监测中心站，黑龙江齐齐哈尔161000）摘要：以硝酸铁、硝酸锌和草酸铵为原料，经沉淀反应制备光催化剂ZnFe2O4/ZnO，通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）和XRD对产物进行结构表征。考察了ZnFe2O4/ZnO质量比、焙烧温度、焙烧时间、催化剂用量和循环使用等因素对甲基橙（MO）在太阳光辐射下光降解的影响。监测MO氧化过程中UV谱的变化，对反应中间体结构进行初步分析。实验表明，当MO溶液为10mg/L，催化剂用量为1.0g/L，在太阳光下辐射210min，MO溶液的降解率可达91.18%，催化剂稳定性较好，适合处理MO染料废水。关键词：ZnFe2O4/ZnO；太阳光催化；氧化；MO中图分类号:TD989文献标识码:B文章编号:1004-0439（2018）09-0044-04PhotocatalyticoxidationofMOinwaterwithZnFe2O4/ZnOSUNHong1,ZHANGZe2,YUXianghui1(1.CollegeofChemistryandChemicalEngineering,QiqiharUniversity,Qiqihar161006,China;2.QiqiharEnvironmentMonitoringCenter,Qiqihar161000,China)Abstract:PhotocatalystZnFe2O4/ZnOwaspreparedbyprecipitationreactionwithferricnitrate,zincni⁃trateandammoniumoxalateasrawmaterials.TheproductwascharacterizedbyFouriertransforminfraredspectroscopy(FTIR)andXRD.TheeffectsofthemassratioofZnFe2O4andZnO,thecalcinationstemperatureandtime,thecatalystdosageandperiodicdutyonthephotodegradationofmethylorange(MO)undersunlightwereinvestigated.ThechangesofUVspectruminMOoxidationprocessweremonitored,andthestruc⁃tureofreactionintermediateswaspreliminarilyanalyzed.Theexperimentalresultsshowedthatwhenthecon⁃centrationofMOsolutionwas10mg/L,theamountofcatalystwas1.0g/L,irradiated210minunderthesun,thedegradationrateofMOsolutioncouldreach91.18%,andthestabilityofthecatalystwasgood,whichwassuitableforthetreatmentofMOdyewastewater.Keywords:ZnFe2O4/ZnO;sunlightphotocatalysis;oxidation;methylorange染料废水中的偶氮化合物排放是目前最主要的水环境污染源之一。这些印染废水因化学需氧量高、色度深、难降解有机物含量高、毒性强而严重污染水源，并且排放到水中的染料在好氧条件下不易生物降解，在厌氧条件下又易转化为芳香胺等致癌物质，阻碍水生动植物的正常生长，对生态环境造成严重破坏［1］。解决环境污染问题是人类可持续发展的战略目标。半导体光催化研究是材料和化学领域的前沿课题，在环境净化方面具有广阔的应用前景。研究较多的半导体光催化剂有TiO2、ZnO、CdS和SnO2。ZnO因高效、无毒、价廉，成为极具潜力的半导体材料，被广泛应用于光催化降解环境有机污染物等领域。但ZnFe2O4/ZnO复合材料光催化氧化水中甲基橙收稿日期：2017-07-05基金项目：黑龙江省教育厅项目；齐齐哈尔市科学技术计划项目（SFGG-201705）作者简介：孙宏（1964-），女，黑龙江省塔河县人，教授，主要从事环境污染物防治。9期ZnO对光的吸收范围较窄，仅能吸收太阳光中的紫外光，而紫外光仅占太阳光的4%，限制了对太阳光的充分利用；且光生载流子复合较快，电子-空穴对不能有效分离并转移到催化剂表面参与光催化反应，使光催