纳米Ti O2具有极强的化学稳定性、可重复使用、价格低廉等优点,成为了具有广阔应用前景的绿色环境治理材料。Ti O2对水中有机污染物质的光催化降解可分为悬浮体系和负载体系。将Ti O2负载在软磁性纳米材料的表面,组装成壳@核结构的磁载纳米光催化剂,既保持了悬浮态光催化剂高效率的特点,又可在外加磁场的作用下,达到有效回收和循环使用的目的。然而壳@核结构的磁载纳米光催化剂容易产生诱导光溶解,导致磁核的溶解和光催化活性的下降。因此壳@壳@核结构的磁载光催化剂成为人们的研究热点。壳@壳@核结构的磁载光催化剂的制备来说,目前常见的合成方法均采用煅烧或烘干的方法以使Ti O2牢固负载在磁核的表面。这就导致其制备步骤非常繁琐,材料成型率低,制备成本高昂,难于实际应用。另外一方面,壳@壳@核结构的粉末态磁载光催化剂,经烘干研磨后,容易破坏其结构的完整性,导致光催化活性的急剧下降;而不经过研磨直接应用,无论是机械搅拌还是超声震荡,均无法使其有效分散,严重影响了光催化效率。如果在液相条件下原位合成负载良好的壳@壳@核结构的磁载光催化磁流体后直接应用,将减少制备步骤和成本,避免煅烧或烘干带来的壳@壳@核结构的破坏或分散性差的问题。本文首先以硫酸钛为钛源,通过考察其最佳制备条件,利用磁核Si O2@Fe3O4和Ti O2表面电位性质的差异,创造二者相互静电吸引的有利条件,利用水热反应法,通过探讨初始液p H、水热反应时间、水热反应温度,液相原位制备出了具有高催化效率及良好磁回收性能的Ti O2@Si O2@Fe3O4(TSF)光催化磁流体。再以钛酸四异丙酯为钛源,在液相体系中采用低温水热法包覆Si O2@Fe3O4(SF)颗粒,液相原位制得Ti O2@Si O2@Fe3O4(Ti SF)光催化磁流体。用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外分光光度计(TI-IR)、振动样品磁强计(VSM)对催化剂的物相组成、形貌、表面性质、磁学性能等进行了表征。以苯酚为模拟污染物,以苯酚和COD的降解率判断其光催化活性,以自制的磁回收装置,考察其催化活性寿命。通过研究,得到以下结论:(1)以硫酸钛为钛源时,初始液p H值对Ti O2牢固负载在SF的表面具有决定性的影响,在水热反应时间为4h、水热反应温度为180℃时,初始液p H=11是SF和Ti O2表面带有相反电荷、通过静电引力牢固结合的最佳条件。初始液p H=11、水热反应时间为4h、水热反应温度为180℃时所制备的Ti O2@Si O2@Fe3O4光催化磁流体(记为TSF3)具有良好的光催化活性,对苯酚的降解率为87.21%,对COD的降解率为71.92%。TSF3光催化磁流体具有较好的光催化寿命,在循环使用5次后,对苯酚的降解率仅下降了2.77%,对COD的降解率仅下降了0.73%。(2)以钛酸四异丙酯为钛源,在n(Ti):n(Si):n(Fe)的摩尔比为16:1.5:1时所制备的Ti O2@Si O2@Fe3O4光催化磁流体(记为Ti SF3)具有良好的光催化活性,对苯酚的降解率为91.19%,对COD的降解率为99.17%。Ti SF3光催化磁流体具有较好的光催化寿命,在循环使用5次后,对苯酚的降解率下降了10.66%,对COD的降解率仅下降了1.57%。(3)本文研究发现,Fe3O4颗粒表面负载Si O2中间层,再在其表面液相原位负载Ti O2光催化剂,制备成具有光催化作用的磁流体,既具有比粉末态磁载光催化剂高的光催化效率的同时,又克服了粉末态磁载光催化剂制备过程繁琐、成本较高的缺点。(4)TSF3光催化磁流体对苯酚和COD的降解率均小于Ti SF3光催磁流体,硫酸钛为钛源制备的流态Ti O2光催化剂对的苯酚和COD光催化降解率均小于钛酸四异丙酯为钛源制备的流态Ti O2光催化剂,说明用钛酸四异丙酯制备的Ti O2具有较强的光催化活性。(5)流态的Ti O2光催化剂对苯酚和COD的降解率均大于比粉末态Ti O2光催化剂,说明流态的Ti O2光催化剂具有更好的光催化活性,而且减少了制备过程复杂、成本过高的问题。