新型铁酸盐纳米材料光降解有机污染物研究开题报告

1. 研究目的与意义

1702年德国化学与物理学家georg stahl首次报道高铁酸钾，高铁酸盐以其具有氧化、吸附、絮凝、助凝、除藻、脱色等多重作用，成为污水处理的新型氧化剂。但是由于其制备复杂、得率低、成本高、不稳定、不易储存、单独使用处理效率低等缺点受到限制。

自eisenhauer于上世纪60年代将fenton试剂应用于苯酚以及烷基苯废水的处理，以自由基为主要氧化剂的光催化与fenton氧化技术逐渐成为污水降解研究领域的热点，其中，以tio2为光催化剂的研究最为广泛，但是由于tio2禁带宽度较大，只能吸收太阳光中的部分紫外光，因而应用受到了相应的限制。而传统的fenton氧化技术因ph使用范围窄，需要严苛控制强酸性环境，容易造成铁流失等缺点，在实际应用中比较难以推广。

随着人口的增加和工业技术的迅猛发展水污染程度不断增加，为了获得更有效的水和废水处理效果，开发和研究高效环保型水处理剂势在必行。纳米铁酸盐具有半导体光催化剂的性能，可以更好地利用可见光，反应过程无需控制严格的ph，带隙宽度较窄（约2.0ev)，还能与双氧水构成类fenton氧化体系。在光照条件下引发光催化氧化与类fenton氧化的协同反应，是一种新型、高效、节能、绿色的污水处理方式。

2. 研究内容和预期目标

首先采用新的合成方法，创新性合成碳纳米材料掺杂的磁性纳米光催化材料——富勒烯掺杂铁酸盐，采用XRD、SEM、FTIR、紫外线漫射光谱等方法对其制备的新型材料进行系统地表征分析，再考察新型光催化剂的去除降解效果，通过比较分析探索最佳的运行工况条件。

通过改变体系的反应条件（PH、催化剂量、双氧水量、光照时间等），选取不同有机污染物降解效果，寻找最佳反应条件，为实际工程提供理论数据.

3. 研究的方法与步骤

1、阅读文献法，广泛阅读相关文献；

2、制备新型磁性含碳纳米光催化材料至少一份；

3、对新型碳材料进行表征，分析新材料的微关结构；

4. 参考文献

[1] hoffmann mr, martin st, choi w, bahnemann dw.environmental applicationsof semiconductor photocatalysis. chem rev 1995;95(1):69-96.

[2] shang m, wang w, sun s, zhou l, zhang l. bi2wo6 nanocrystals with high- photocatalytic activities under visibl light.j phys chem c 2008;112(28): 10407-11.

[3] murase t, irie h, hashimoto k. visible light sensitive photocatalysts, nitrogen-doped ta2o5 powders. j phys chem b 2004;108(40):15803-7.

5. 计划与进度安排

1、2016年3月2日~2016年3月8日 1周 阅读相关文献，并完成给定英文文献翻译工作；

2、2016年3月9日~2016年3月22日 2~3周制备相关新型含碳光催化材料;

4~10周 开展光催化降解有机污染物试验3 3、2022年3、2022年3月23日~2022年5月10日 4~10周 开展光催化降解有机污染物的试验;