双功能复合凝胶处理废水染料综合实验设计

白 蓝， 刘 媛

（四川大学化学学院化学实验教学中心，成都610064）

0 引 言

水体染料污染已对生态环境和生物体的生命活动造成了严重威胁，因此高效去除水中染料污染物成为水环境治理的研究热点，其中吸附-光催化氧化相结合的方式可以在有效富集的基础上实现有机染料的彻底降解去除［1-3］。本实验基于教师科研成果，通过制备来源天然、亲水性好、结构稳定的复合水凝胶，并将其作为基材用于光催化剂的负载，从而得到兼具吸附与光催化双功能的凝胶复合材料，用于废水中染料的深度去除。同时实验可操作性强、重现性高且涉及的基础知识和科学问题较为全面，非常适用于化学及相关专业高年级本科生的综合实验［4-6］。

1 实验原理

海藻酸是由1，4-β-D-甘露糖醛酸残基（M）和α-L-古罗糖醛酸残基（G）组成的天然多糖，其广泛存在于褐藻中，来源丰富，成本低廉［7］。海藻酸钠凝胶具有高度交联的三维网络结构，比表面积大、孔道结构丰富，且含有大量的—COOH、—OH，这些基团可以通过静电、配位作用吸附有机污染物，因此海藻酸钠是吸附材料的优良基体［8-9］。

在众多的光催化材料中，镧（La）系化合物表现出了一定优势。在光的辐射下，La内部电子结构发生变化，将光能转化为化学能而产生活性自由基，从而能将吸附在其表面的染料污染物氧化降解［10-11］。

由于海藻酸中的大量—COOH能通过螯合反应使金属离子沉积生长，将海藻酸钠凝胶浸泡在碱性条件的氯化镧溶液中，可在水凝胶内部原位沉积负载纳米La（OH）3，从而获得兼具吸附与光催化双功能的复合凝胶材料。……