论文部分内容阅读
随着电镀、冶金、制革等工业行业的发展，铬及其化合物作为重要原材料，得到广泛应用的同时，产生了大量的铬废水。其中铬最主要的价态为三价和六价，废水中的六价铬毒性很强，大概是三价铬的100倍，且更易在生物体内富集。当人体铬含量高时，肾脏、肝脏受到损伤，甚至引发癌变。另外，水体中铬流动性大，随着水体流动，铬污染的范围扩大。鉴于六价铬对人体的巨大危害，世界各国都严格限制铬的排放。对六价铬的有效去除及快速检测意义重大。光催化法能耗低，不会造成二次污染，已成为近年来热门的铬处理方法。电化学传感器可实现污染物的快速检测。制备新型光催化活性高且能用于改性电极的功能性复合材料，是当前研究的重点。 本论文针对含Cr(Ⅵ)废水污染问题，了解了含铬废水的污染来源、处理方法及检测方法;通过材料复合，制备出的Fe2O3-MoS2和Fe3O4-MoS2新型复合材料，对Cr(Ⅵ)具有优良的光催化还原效果;利用Fe3O4-MoS2修饰改性玻碳电极，能实现Cr(Ⅵ)线性检测。进一步证明了半导体复合材料对水体中污染物的去除效果以及电化学传感器在检测方面快速、灵敏度高的优点。不仅具有现实的应用价值，而且对含铬废水污染的治理具有重要的生态学意义。本论文的主要结论如下: (1)本论文通过水热合成法制备了基于铁磁性氧化物、MoS2的复合材料:Fe2O3-MoS2和Fe3O4-MoS2。Fe2O3-MoS2复合物呈现盛开的以MoS2为基底的花状纳米结构，并且一种富含S的MoS2结构在这种复合物中形成。Fe3O4-MoS2中，球状的Fe3O4很好的分散在MoS2纳米片中，两者成功复合。 (2)花瓣状Fe2O3-MoS2在可见光照射下对于Cr(Ⅵ)的光催化活性要优于裸露的Fe2O3、MoS2和已商业化的TiO2 P25。常温下，pH为6时(初始pH)，使用5mg催化剂，在1.5h内可实现20mL5mg/L Cr(Ⅵ)溶液中的Cr(Ⅵ)完全被还原。 (3)磁性Fe3O4-MoS2复合材料光照射下对于Cr(Ⅵ)的光催化活性要优于裸露的Fe3O4、MoS2和已商业化的TiO2 P25。常温下，pH为5时，使用10mg催化剂，在2h时可实现20mL5mg/L Cr(Ⅵ)溶液中90％以上的Cr(Ⅵ)被还原。 (4) Fe3O4-MoS2复合材料改性玻碳电极的电催化活性测试表明其可用于电催化还原Cr(Ⅵ)。安培响应结果表明，当待测的水体中Cr(Ⅵ)的浓度值在0.5-328μmol·dm-3之间时，可采用该改性电极快捷地测出具体的水体中Cr(Ⅵ)的浓度值。Fe3O4纳米球修饰MoS2纳米片是一种检测Cr(Ⅵ)的有效材料。