摘要
随着社会的快速发展，有机废水造成了严重的水污染问题。光芬顿氧化技术以其氧化能力强以及成本低等优点在水处理领域被广泛关注。α-Fe2O3因具有价格低廉、储量丰富、环境友好等优点而成为一种很有前途的光芬顿剂，但存在光芬顿活性低等问题。本文通过异质结结构设计提高α-Fe2O3光芬顿性能，重点研究了热处理温度、原料配比等参数对改性α-Fe2O3光芬顿剂结构与性能的影响。 N2气氛热处理由水热法制备的棒状β-FeOOH前驱体制得α-Fe2O3，重点研究了热处理温度对α-Fe2O3结构与性能的影响。随着热处理温度上升，α-Fe2O3由表面光滑的β-FeOOH棒状结构逐渐转变为中空多孔棒状结构（400℃-500℃）到核桃状结构（550℃）。可见光下去除亚甲基蓝（MB）结果表明热处理温度为500℃制备的F(T2)光芬顿性能最佳。 采用简单的非原位聚合法将苯胺单体（AM）与F(T2)混合制备了聚苯胺（PANI）/α-Fe2O3异质结复合光芬顿剂（FP）。结果表明，当AM与F(T2)的摩尔比为2∶1时，FP-3在20min内MB去除率高达99%，而纯F(T2)在60min内MB去除率仅为42%，这表明PANI与α-Fe2O3复合可以促进的α-Fe2O3的光芬顿活性，主要是由于PANI与α-Fe2O3之间形成了Ⅱ型异质结，提高了α-Fe2O3在光芬顿条件下的表面导电性和光生e--h+分离效率。在FP-3复合光芬顿剂中，可见光加速了Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)之间的循环。自由基淬灭实验证明，羟基自由基（?OH）和空穴自由基（h+）是光芬顿实验中的主要反应性物种。此外，FP-3复合光芬顿剂显示出相对良好的循环性能。 通过水热法在多通道板式Al2O3陶瓷膜基底上生长α-Fe2O3光芬顿剂，通过热处理获得α-Fe2O3/Al2O3光芬顿陶瓷膜（AF）。研究结果表明，在550℃下热处理的AF5具有最高的MB去除率。并将其为基膜与PANI复合制备了性能优异的PANI@α-Fe2O3/Al2O3光芬顿陶瓷膜（AFP）。主要考察了pH值、电场对AFP光芬顿性能影响。AFP在较宽pH范围（pH=3.92~9.21）内都具有优异的光芬顿化学活性。在电场环境下AFP对MB的去除更快，主要原因是在电流作用下，膜表面光生电子（e-）迁移至对电极，从而提高了光生e--h+的分离。此外，在电场作用下，AFP光芬顿陶瓷膜表现出优异的抗污染性能。
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