CuFeO2@PVP的制备及其基于光电芬顿降解氧氟沙星

以聚乙烯吡咯烷酮作为改性剂,利用水热法合成了表面具有丰富氧空位的CuFeO2@PVP复合催化剂.通过XRD、FT-IR、SEM、TEM和EPR等方法证实了催化剂的成功合成及确定了催化剂的形貌和微观结构.采用UV-vis DRS、PL、EIS和IT等方法证实了 CuFeO2@PVP比CuFeO2具有更好的光学性能及光电性能.不同体系下的降解实验结果表明,CuFeO2@PVP的光电催化活性比纯相CuFeO2有明显的提升,反应速率是纯相CuFeO2的1.79倍,去除率相比于单独的吸附、阳极氧化、光催化、电催化和电芬顿体系分别提高了 87.9％、68.2％、67.3％、67％和9.8％,说明可见光、电场和异相催化剂间存在协同效应.进一步探究了催化剂投加量、电流密度、溶液pH、共存离子种类对异相光电芬顿体系降解氧氟沙星(OFX)的影响.结果表明,在最佳催化剂投加量为0.4 g/L、最佳电流密度为4 mA/cm2的条件下,CuFeO2@PVP光电Fenton体系在120 min时对10 mg·L-1 OFX的降解率达到94.3％.pH在5-9之间时对OFX的降解呈现抑制作用,pH在3-3.6之间时降解效果基本持平.溶液中的Cl-对OFX的降解起到轻微的促进作用,而NO3-、PO43-和CO32-会抑制体系对OFX的降解.此外,5次循环降解实验后,CuFeO2@PVP的降解效率降低了 13.8％,表明其具有良好的稳定性.自由基淬灭实验和电子顺磁共振结果表明·OH是最主要的活性自由基并基于上述结果推测出可能的降解机理.