光催化氧化Fe(Ⅱ)反应体系对有机污染物催化降解的协同作用

Fe(Ⅱ)、铁氧化物、多羟基有机酸、有机污染物与水共存于自然界中，发生着光催化氧化Fe(Ⅱ)生成铁氧化物的反应，Fe(Ⅱ)及铁氧化物作为催化剂，可催化降解自然界中的有机污染物，在多羟基有机酸存在下其催化活性得到提高。本项目模拟自然水环境下，进行光催化氧化Fe(Ⅱ)生成不同铁氧化物的反应，以偶氮染料及酚类为模拟污染物，探讨光催化氧化Fe(Ⅱ)的反应过程中伴随对污染物的催化降解作用。研究影响铁氧化物表面活性的因素；探究铁氧化物/水界面上的吸附-解吸热力学行为及体系的催化降解动力学规律；揭示铁氧化物的表面活性、吸附性和催化降解性间的关系，以及污染物结构与催化降解性的关系，以构建光催化氧化Fe(Ⅱ)形成的均相、多相类光Fenton体系对不同污染物降解的协同作用机制。该研究为深入认识铁氧化物在自然界循环中对环境的作用提供新思路，为建立自然环境效应的评价方法和体系提供科学依据。

本项目模拟自然水环境下，进行了光催化氧化Fe(Ⅱ)生成不同铁氧化物（γ-FeOOH、α-FeOOH、Fe3O4）的反应，以偶氮染料及酚类（罗丹明B、橙黄Ⅱ、对硝基苯酚等）为模拟污染物，探讨了光催化氧化Fe(Ⅱ)的反应过程中伴随对有机污染物的催化降解作用。在纳米铁氧化物的生成体系中,绿锈中间物及铁氧化物产物对有机污染物存在吸附作用，也存在着固体中间物及产物的非均相光Fenton及均相光-Fenton降解。绿锈及铁氧化物对有机污染物的吸附属于Langmuir吸附模型。反应体系中产生的Fe2+、H2O2等促进了铁氧化物对污染物的吸附。随着反应的进行，体系酸性的增加促进了对污染物发生的光Fenton降解性，同时随反应的进行体系对污染物存在一定的解吸作用。反应体系对污染物的吸附、解析及降解性受体系自身的影响。铁氧化物生成体系对有机污染物的降解存在协同作用。