Fe3O4@SiO2@TiO2-AC 光催化降解水源水中腐殖酸

馮寶瑞，劉海成，李 陽，成 長，曾 睿，江曉西，江曉西，陳 衛

（1.蘇州科技大學天平學院，江蘇蘇州215009；2.蘇州科技大學環境科學與工程學院，江蘇蘇州215009；3.河海大學淺水湖泊綜合治理與資源開發教育部重點實驗室，江蘇南京210098）

腐殖酸（HA）是天然水體中的一種大分子有機物，約占水體中天然有機物的50%～90%。 水源水中的HA 易在水廠加氯過程中形成具有“三致”作用的消毒副產物〔1〕；可與水體中的重金屬離子發生螯合反應，增大重金屬離子的去除難度〔2〕；此外，HA 還會引起原水色度及濁度的升高〔3〕，降低水處理工藝的運行效能〔4〕。

光催化氧化法近年來被廣泛用于去除水體中的HA〔5〕。 作為一種常用的半導體光催化劑，TiO2具有催化效率高、價格便宜、無毒、化學穩定性好等優點〔6〕。但TiO2顆粒以懸浮狀態獨自使用時存在吸附性差、回收困難等問題〔7〕。 研究人員以Fe3O4顆粒作為磁核，設計核殼結構的磁性光催化材料，使其能在外加磁場的條件下快速回收。 但TiO2直接沉積在Fe3O4表面時，Fe3O4磁核與TiO2包覆層之間會產生不利異質結，使電子空穴復合的能力變強，光催化活性降低〔8〕。在Fe3O4和TiO2層間引入性質穩定的SiO2隔離層可降低磁核對TiO2活性的影響〔9〕。 有研究將TiO2負載在活性炭（AC）表面制備出負載型光催化劑用于降解污染物，AC 的加入可提高催化劑的吸附性能，從而提高材料的光催化性能〔10〕。

本文以納米Fe3O4顆粒為磁核， 硅酸四乙酯和鈦酸丁酯分別作為SiO2和TiO2的原材料，采用共沉淀法耦合溶膠-凝膠法制備了核殼結構的磁性顆粒Fe3O4@SiO2@TiO2，將其負載在載體AC 表面，制備出新型光催化材料Fe3O4@SiO2@TiO2-AC，考察其對天然有機物HA 的光催化降解效能， 以期為有效去除水源水中的有機污染物探求新的技術途徑?！?br>