Fe/TiO2多相可见光Fenton反应降解阿特拉津研究

为改善多相Fenton催化剂的催化活性及循环使用性能,以Fe(NO3)3为Fe源,TiO2为载体,制备了一种基于TiO2负载型的多相Fenton催化剂Fe/TiO2,对催化剂进行了SEM和XRD分析,考察了不同催化体系、初始pH值和H2O2投加量对阿特拉津降解效果的影响,并对其进行了反应动力学拟合.结果表明:Fe/TiO2含TiO2及α-Fe2O3两种晶型,负载Fe以α-Fe2O3形式高度分散在TiO2表面,未对TiO2粒径和形貌造成明显改变;Fe/TiO2在可见光及H2O2共存体系下催化效果最佳,Fe/TiO2可见光催化H2O2降解阿特拉津的效果要显著优于TiO2和Fe2O3,显示出负载Fe和TiO2之间存在明显的协同效应;在pH值3.00、H2O2浓度为1.6 mmol/L和Fe/TiO2投加量为1 g/L条件下,可见光催化反应30 min,Fe/TiO2对阿特拉津的降解率达95％,并显示较好的循环使用性能;相较于传统Fenton反应,Fe/TiO2多相可见光Fenton体系拓宽了pH值适用范围,在初始pH=3.00～7.00时,反应30 min对阿特拉津的降解率均可达到80％以上;Fe/TiO2多相可见光Fenton反应降解阿特拉津过程符合准一级动力学模型,在初始pH值为3.00和H2O2浓度为1.6 mmol/L条件下反应速率常数最大,对阿特拉津的降解速度最快;实际应用中,控制溶液体系中的pH值为3.00,H2O2与阿特拉津物质的量之比为35:1较为适宜.