摘要
近年来，异相光助芬顿技术因其优异的光催化性能而成为人们关注的热点。本文通过水热法及沉淀法制备了Fe2O3纳米粉体、Fe3O4磁性粉体和Bi/Fe3O4复合磁性粉体，并将其负载于硅藻土上，构建成芬顿体系，对其光催化性能进行了详细研究。 采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、比表面积分析(BET)、X射线光电子能谱(XPS)等手段对样品的相组成、形貌、粒径和光催化机理进行了表征。以含氮废水和罗丹明B(RhB)为降解目标，对各种材料的光催化性能进行了评价。 当含氮废水浓度为1mg·L-1，催化剂用量为1g·L-1时，Fe2O3@D、Fe3O4@D和Bi/Fe3O4@D等三种催化剂的最高降解率分别为74.1%、97.0%和100%，因此，其活性顺序依次为：Fe2O3@D，Fe3O4@D，Bi/Fe3O4@D。 当RhB浓度为20mg·L-1，催化剂用量为1g·L-1时，分别在60min、30min、15min内，Fe2O3@D、Fe3O4@D、Bi/Fe3O4@D等三种催化剂均完全降解RhB，与降解含氮废水的催化活性顺序一致。测量了Fe3O4基催化剂的磁性能，所有催化剂均表现出超顺磁性，可以实现催化剂的完全回收。经过5次循环降解实验，Bi/Fe3O4@D复合催化剂的降解率均保持在95%以上，说明Bi/Fe3O4@D催化剂稳定性良好，可以重复使用。为了探究光催化反应机理，分别选择AO、BQ和TBA作为空穴捕捉剂、·O2-捕捉剂和·OH捕捉剂。结果表明，·OH是芬顿体系催化反应过程的主导自由基。 综上所述，合成的负载型催化剂具有良好的光催化性能。同时，Fe3O4基催化剂具有良好的磁性能，解决了催化材料回收难的问题。它在环境治理中具有潜在的应用前景。
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