磁性AgBr/NiFe2O4复合材料可见光催化降解水中四环素研究
2021-09-22耿怡斐邓晴晴
耿怡斐,王 芳,邓晴晴,葛 明
(华北理工大学,河北 唐山 063210)
四环素类抗生素的大量使用导致其在水环境中有残留,对生态环境和人类健康造成潜在威胁。目前,许多地区自然水体中的四环素含量均已超标。亟待开发一种有效去除水环境中四环素的技术。
研究表明,可见光催化技术能够利用太阳光有效降解水中四环素。溴化银(AgBr)具有特殊的电子结构、强可见光吸收能力和高光催化活性受到众多研究者的关注。然而单一的AgBr成本高、稳定性差而限制其应用。如何在保持AgBr的高可见光催化活性基础上提高其稳定性,同时降低使用成本是急需解决的问题。
尖晶石型铁氧体NiFe2O4具有强磁性、高化学稳定性和窄带隙,其对可见光有很强的吸收能力。AgBr与NiFe2O4构建复合光催化剂利于可见光的吸收和光生电荷的分离与转移,同时有NiFe2O4的强磁性可使该复合材料在外加磁场的作用下轻易地从水体中分离出来,避免造成二次污染。
本文采用水热法结合沉积法制备磁性AgBr/ NiFe2O4二元复合材料,以四环素为目标污染物,研究制备其可见光催化性能,同时阐明光催化反应机理。
1 实验部分
1.1 材料和仪器
实验材料:AgNO3、NaBr、FeCl3、NiSO4·6H2O、NaOH、抗坏血酸、草酸铵、异丙醇。实验仪器:DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器、TL80-1型医用离心机、超声波清洗机、万分之一电子天平、紫外-可见分光光度计。
1.2 催化剂制备
1.2.1 制备磁性NiFe2O4
采用水热法合成磁性NiFe2O4。将0.001mol NiSO4·6H2O和0.002mol FeCl3·6H2O溶于30mL蒸馏水中,逐滴加入NaOH溶液(5mL,3mol/L)。磁拌10min后,将悬浮液转移到衬有聚四氟乙烯的50mL高压釜中,180℃反应16h。……
