天然铁电气石Fenton反应降解甲基橙的效能与机理研究
电气石具有特殊的晶体化学结构，表现出独特的压电性和热电性，能够发射远红外线、释放负氧离子、产生生物电流，在环境保护和医疗保健等领域受到广泛的关注。我国是电气石资源大国，但其开发利用的附加值较低，主要以原材料出口为主，对电气石的应用基础研究亟待加强。目前，电气石在环境保护领域的应用研究主要包括活化水、中和水中的酸碱、吸附重金属离子和净化空气等，而将电气石应用于Fenton反应却鲜见报道。本研究以内蒙古东部天然铁电气石为研究对象，将其作为Fenton反应的非均相催化剂用于降解甲基橙，并探讨了甲基橙降解的影响因素和机理。
XRD分析表明:天然铁电气石的主要物相为铁电气石，无杂质;FT-IR分析表明:天然铁电气石的红外特征吸收峰分属于[SiO4]四面体、[BO3]三角体、羟基和水以及八面体阳离子M-O的振动;SEM分析表明:天然铁电气石多呈复三方柱状、粒状，结晶发育完好，结晶面清晰可见;EDS分析表明:天然铁电气石除了含有Si、Al、Na等元素外，还含有铁元素，这表明本文使用电气石为天然铁电气石;综合热分析表明:天然铁电气石在700℃和900℃时出现明显的吸热峰。
天然铁电气石Fenton反应能够有效地降解甲基橙染料废水，实验结果表明:甲基橙的脱色率随着pH值的升高逐渐降低;降解过程中电气石的最佳用量为1g; H2O2的最佳用量为1mL;脱色率与温度及甲基橙初始浓度呈正相关。电气石重复使用3次催化效果保持不变，第四次开有下降的趋势，至第十次脱色效果急剧下降。天然铁电气石Fenton反应降解甲基橙的机理研究表明:甲基橙的脱色是由电气石/H2O2这一Fenton体系所引起的;酸性条件下，电气石中溶出到溶液中的铁离子浓度越大，催化H2O2形成的·OH更多，体系的催化氧化活性越高，甲基橙的脱色效果越好;天然铁电气石自发极化电场对Fenton反应的功能起到增强效果。
天然铁电气石;Fenton反应;甲基橙;降解机制;脱色率
哈尔滨理工大学
硕士
材料学
胥焕岩
2012
中文
X788;X703
55
2013-08-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）