摘要：以Fe3O4/TiO2作為磁性光催化劑，采用光磁耦合技術(shù)處理模擬印染廢水。利用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法對(duì)光磁耦合廢水處理的影響因素進(jìn)行了探討和分析，考察了磁場(chǎng)強(qiáng)度、磁性光催化劑投加量、pH值和光照時(shí)間對(duì)光磁耦合廢水處理的影響。

通過(guò)Design-Expert 7.0.0軟件分析得到最佳工藝條件：磁場(chǎng)強(qiáng)度73.95 mT，磁性光催化劑投加量1.13 g/L，模擬廢水pH值13，光照時(shí)間120 min。在最佳工藝條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，脫色率為88.60%。

目前，印染廢水對(duì)環(huán)境的污染在進(jìn)一步加重。由于印染廢水本身的特殊性、復(fù)雜性、成本消耗等問(wèn)題，使印染廢水污染問(wèn)題一直未能得到有效的治理。因此，在研究印染廢水處理的過(guò)程中引入光磁耦合技術(shù)的概念，研究如何將光磁耦合高效化是人們關(guān)注的課題。

相關(guān)研究表明，磁助光催化作用可借助外加磁場(chǎng)的作用加強(qiáng)改善光催化反應(yīng)中（.OH）基團(tuán)的活性，使光催化作用得到強(qiáng)化。有關(guān)磁場(chǎng)作用對(duì)化學(xué)反應(yīng)、水溶液物理性質(zhì)的影響也有較多報(bào)道。光磁耦合污水處理技術(shù)可用于印染廢水、含油廢水等的治理，并且在其他工業(yè)廢水治理方面有著廣闊的應(yīng)用前景。

影響光磁耦合效果的因素很多，并且這些因素之間有著交互作用。響應(yīng)曲面法是集實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)學(xué)建模等實(shí)驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)學(xué)技術(shù)的一種優(yōu)化方法。

本研究采用光磁耦合技術(shù)處理模擬廢水，考察了磁場(chǎng)強(qiáng)度、磁性光催化劑投加量、PH值和光照時(shí)間對(duì)光磁耦合廢水處理的影響。在正交實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，利用響應(yīng)曲面法對(duì)各因素進(jìn)行優(yōu)化，得到最佳的工藝條件。

1實(shí)驗(yàn)部分

1.1試劑、材料

（1）鹽酸、氫氧化鈉等實(shí)驗(yàn)用試劑均為分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。磁性光催化劑Fe3O4/TiO2按照文獻(xiàn)制備；實(shí)驗(yàn)用模擬染料廢水為色度為300，PH值為7.0±0.5的實(shí)驗(yàn)室自制亞甲基藍(lán)溶液廢水；磁場(chǎng)由不同規(guī)格的銣鐵硼永磁體產(chǎn)生。

（2）722型可見(jiàn)光光度計(jì)，上海欣茂儀器有限公司；HI98107型PH計(jì)，北京哈納科儀科技有限公司；分析天平，賽多利斯科學(xué)儀器（北京）有限公司。

1.2實(shí)驗(yàn)裝置與分析方法

反應(yīng)裝置見(jiàn)圖*，其大小為452mm*372mm*95mm。首先將模擬廢水置于反應(yīng)器中。開(kāi)啟攪拌器和紫外燈，磁場(chǎng)強(qiáng)度由磁鐵的規(guī)格控制，調(diào)節(jié)PH值所用的酸堿分別為體積比為10%的鹽酸和1mol/L的NaOH溶液。邊攪拌邊依次加入一定量的磁性光催化劑，待反應(yīng)完全后，取上清液測(cè)定其吸光度A。脫色率由下式求得：

1.3響應(yīng)曲面法優(yōu)化設(shè)計(jì)

本實(shí)驗(yàn)以磁場(chǎng)強(qiáng)度（A）、磁性光催化劑投加量（B）、PH值（C）和光照時(shí)間（D）為4個(gè)影響因素，模擬廢水的脫色率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，根據(jù)Box-Behnken的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)，各影響因素的最高水平與最低水平值見(jiàn)表1。具體參見(jiàn)http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

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