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)計學(xué)方法對光磁耦合廢水處理的影響因素進行了探討和分析，考察了磁場強度、磁性光催化劑投加量、pH值和光照時間對光磁耦合廢水處理的影響。
通過Design-Expert 7.0.0軟件分析得到最佳工藝條件：磁場強度73.95 mT，磁性光催化劑投加量1.13 g/L，模擬廢水pH值13，光照時間120 min。在最佳工藝條件下進行實驗，脫色率為88.60%。
目前，印染廢水對環(huán)境的污染在進一步加重。由于印染廢水本身的特殊性、復(fù)雜性、成本消耗等問題，使印染廢水污染問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的作用加強改善光催化反應(yīng)中（.OH）基團的活性，使光催化作用得到強化。有關(guān)磁場作用對化學(xué)反應(yīng)、水溶液物理性質(zhì)的影響也有較多報道。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)曲面法是集實驗設(shè)計、數(shù)學(xué)建模等實驗和統(tǒng)計學(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，考察了磁場強度、磁性光催化劑投加量、PH值和光照時間對光磁耦合廢水處理的影響。在正交實驗的基礎(chǔ)上，利用響應(yīng)曲面法對各因素進行優(yōu)化，得到最佳的工藝條件。
1實驗部分
1.1試劑、材料
（1）鹽酸、氫氧化鈉等實驗用試劑均為分析純，國藥集團化學(xué)試劑有限公司。磁性光催化劑Fe3O4/TiO2按照文獻制備；實驗用模擬染料廢水為色度為300，PH值為7.0±0.5的實驗室自制亞甲基藍溶液廢水；磁場由不同規(guī)格的銣鐵硼永磁體產(chǎn)生。
（2）722型可見光光度計，上海欣茂儀器有限公司；HI98107型PH計，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實驗裝置與分析方法
反應(yīng)裝置見圖*，其大小為452mm*372mm*95mm。首先將模擬廢水置于反應(yīng)器中。開啟攪拌器和紫外燈，磁場強度由磁鐵的規(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
本實驗以磁場強度（A）、磁性光催化劑投加量（B）、PH值（C）和光照時間（D）為4個影響因素，模擬廢水的脫色率為評價指標(biāo)，根據(jù)Box-Behnken的實驗設(shè)計原理設(shè)計正交實驗，各影響因素的最高水平與最低水平值見表1。具體參見http://www.yiban123.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
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