磁性分子筛负载TiO2复合光催化剂的制备及性能

任轶轩，范海洋，宋凯雲，史 凯，赵 旭，李晓峰

（1. 太原理工大学 化学化工学院，山西 太原 030024；2. 太原市排水管理处，山西 太原 030006）

有机废水的大量排放严重威胁着人类健康。光催化氧化法作为一种新型高效的降解有机污染物的方法在废水处理领域发展迅速［1］。其中纳米TiO2因其催化活性高、化学性质稳定、无毒性和成本低等优点，倍受研究者的青睐［2-4］。然而纳米TiO2对污染物吸附能力差，高表面能易发生团聚导致催化效率变低［5］。针对该问题，研究者尝试以多孔材料为载体对纳米TiO2进行负载化处理［6-10］。分子筛可为TiO2提供光催化场所，减少团聚，而且吸附性能可使有机物富集为TiO2提供高浓度环境，因此是一种理想的光催化载体。

由于纳米TiO2颗粒细小，使用后难分离是制约其应用的另一个难题。有研究者提出加入磁性物质，利用磁分离技术对材料进行回收［11-13］。陈芳等［14］将钛酸四丁酯包裹的Fe3O4纳米粒子负载于石墨烯片层中，制得石墨烯/Fe3O4/TiO2三元复合材料，不仅能借助外加磁场进行回收，同时光降解活性也有明显提高，对罗丹明B和对硝基苯酚的降解率高达98%和96%。目前，TiO2/分子筛/Fe3O4三元复合光催化材料的制备及研究还鲜有报道。

本工作采用超声辅助水热法、溶胶-凝胶法制备了磁性复合光催化剂TiO2-Fe3O4/SSZ-13，将TiO2的光催化性能、分子筛的吸附性能以及Fe3O4的磁性能进行优势互补，使复合材料具有较理想的光催化降解效果，同时解决了催化剂难回收的问题。

1 实验部分

1.1 材料、试剂和仪器

模拟有机废水：质量浓度为50 mg/L的活性艳红X-3B溶液。……