【摘 要】
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TiO半导体光催化剂具有氧化能力强、无二次污染、应用很广的突出优点，在污水治理中发挥着重要的作用。过去的研究中大多数将 TiO与废水形成悬浮态进行处理，但由于悬浮光催化剂活性组分损失大、在水中易凝聚、难回收，且 TiO粉体与水分离的费用高，特别是重复使用率也较低，再者由于TiO光催化剂带隙能量 (3.2ev) 较宽，原则上只能吸收波长短于387nm 的紫外光：光响应范围窄、光生电子和空穴易复合，光
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TiO<,2>半导体光催化剂具有氧化能力强、无二次污染、应用很广的突出优点，在污水治理中发挥着重要的作用。过去的研究中大多数将 TiO<,2>与废水形成悬浮态进行处理，但由于悬浮光催化剂活性组分损失大、在水中易凝聚、难回收，且 TiO<,2>粉体与水分离的费用高，特别是重复使用率也较低，再者由于TiO<,2>光催化剂带隙能量 (3.2ev) 较宽，原则上只能吸收波长短于387nm 的紫外光：光响应范围窄、光生电子和空穴易复合，光量子效率较低，限制了 TiO<,2>光催化材料的实际应用和发展。因此对光催化剂进行改性是提高光催化活性和催化剂性能的有效途径之一。
本论文研究的是纳米 Fe<3+>/TiO<,2>薄膜的制备及其光催化活性。在研究过程中，以钛酸四丁酯、无水乙醇等为主要原料，采用溶胶-凝胶法的技术合成路线，制备了纳米Fe<3+>/TiO<,2>粉体。再用浸渍一提拉法在医用载玻片上成功地研制了纳米 Fe<3+>/TiO<,2>薄膜。利用 X 射线衍射 (XRD)、透射电子显微镜 (TEM) 和扫描电镜 (SEM) 对样品进行了表征，并测定样品的比表面积和薄膜的厚度进行分析。实验结果显示：掺杂铁离子并不影响晶型，但会影响粒径的大小，纳米Fe<3+>/TiO<,2>粉体与相同温度焙烧的纳米Ti<3+>/TiO<,2>粉体相比，晶型相同，但粒长尺寸小，比表面积大，团聚现象减少；制成的纳米 Fe<3+>/TiO<,2>薄膜与纳米Fe<3+>/TiO<,2>粉体相比，晶型改变不大，粒长尺寸更小，导致比表面积大，团聚现象也明显减少；且厚度较均匀、具有一定的透光性，牢固性能也较高。
以降解含阿奇霉素的废水为反应模型，用纳米 Fe<3+>/TiO<,2>薄膜作光催化剂，进行了紫外光催化降解阿奇霉素废水性能的研究，系统考察了pH在 6.4左右时，光照时间、废水的初始浓度、不同的薄膜及连续性降解对降解阿奇霉素废水的影响和薄膜的重复使用率。结果表明：纳米Fe<3+>/TiO<,2>薄膜光催化降解阿奇霉素废水的效率比普通型Fe<3+>/TiO<,2>薄膜、纳米 Fe<3+>/TiO<,2>粉体的高，且连续性降解可提高处理废水的能力；降解的废水初始浓度越小，降解率越高，且降解的初始浓度有一最佳值。在pH为 6.4时，废水初始浓度为2.5g/L、光照时间为 150 分钟时，纳米 Fe<3+>/TiO<,2>薄膜有较好的降解效果；再者Fe<3+>/TiO<,2>薄膜的使用寿命好，再生率高，可以多次重复使用。纳米 Fe<3+>/TiO<,2>薄膜光催化活性随厚度的增加而提高，且有一最佳厚度。紫外光的照射、增大空气的量都有利于激活Fe<3+>/TiO<,2>薄膜的活性。
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