石墨烯负载铁酸盐纳米材料去除城市中水中持久性有机污染物的机理研究

Based on the problem of persistent pollutants contamination in city intermediate water body, in this project, graphene modified ferrite (GO/MFe2O4) magnetic spinel nano catalyst will be synthesized to remove them. The effect of the catalyst surface structure as well as their absorption properties will be investigated to reveal the relationship of the catalyst structure and photo-oxidation efficiency. The effects of absorption properties on photocatalyst mechanism of the catalyst as well as the photodegradation mechanism of persistent pollutants will be revealed. The catalyst effect in different water condition will also be carried out. This study will offer a new way in persistent pollutants removal which is important for water safety.

针对城市中水存在的持久性有机污染物问题，本项目拟制备石墨烯负载铁酸盐磁性尖晶石纳米催化材料（GO/MFe2O4）以去除城市中水中的持久性污染物。研究GO/MFe2O4表面特征与其吸附和光催化氧化的结构-效率关系，明确影响吸附效率和光催化效率的因素，阐明典型持久性有机污染物在GO/MFe2O4的表面吸附机理与光催化降解机制，探讨水化条件对去除污染物的效率的影响。该材料的显著特点是易回收，兼具吸附和光催化降解作用，对污染物去除效率高等。本研究将为持久性污染物去除提供新的思路，为保障水质安全提供重要技术支持，并为相关行业难降解有毒有害污染物的消减提供技术借鉴与参考。

针对水体存在的持久性有机污染物问题，项目组开展了制备石墨烯负载铁酸盐磁性尖晶石纳米催化材料，研究材料表面特征与其吸附和光催化氧化的结构-效率关系，明确影响吸附效率和光催化效率的因素，阐明典型持久性有机污染物在新材料的表面吸附机理与光催化降解机制和水化条件对去除污染物的效率的影响，本研究为持久性污染物去除提供新的思路，对保障水质安全具有重要意义，取得以下主要研究结果。.1、纳米级常用光催化材料在新型分子印迹有机材料负载体系对紫外光有更好的吸收效率，对目标物（如甲基橙）的降解有更高的选择性，掺杂铋有助于提高可见光下的光催化降解效率。.2、BiFeO3/g-C3N4复合材料的光催化效率与单体的铁酸铋相比有一定程度的提高，熔融状态下的铁酸铋前驱体与g-C3N4前驱体有很好的结合，在可见光下响应，其禁带宽度约为2.03eV。.3、通过用FeIII修饰MOF-5的金属-有机框架作为前驱体和牺牲模板合成的纳米多孔吸附剂ZnO/ZnFe2O4/C对污染物吸附能力比未修饰的大为提高。.4、ZnO/ZnFe2O4/C对持久性有机污染物的吸附能力排序为：阿特拉津<卡马西平<双酚A<诺氟沙星<对硝基苯酚。.5、CoFe2O4/GO复合物对卡马西平、阿特拉津等有机污染物进行处理，光降解吸附效率总是表现为双酚A＞卡马西平＞阿特拉津。