亞硝酸鹽和氨通常在水中共存。因此，用于同時除去亞硝酸鹽和氨的方法是非常重要的。這次我們通過活性炭混合鋅鐵氧體制成的催化劑，并通儀器測試合成活性炭的基本屬性，與活性炭鋅鐵氧體物質(zhì)起到光催化劑的作用，研究在紫外可見光照射下在厭氧條件下同時除去亞硝酸鹽和氨的能力。
在光催化劑中，鋅鐵氧體由于自身特征被常用于光催化氧化有機污染物，減少二氧化碳，硝基芳族化合物，和氫氣的產(chǎn)生。我們設計了光催化同時去除亞硝酸鹽和氨，通過偶合鋅鐵氧體和活性炭形成的混合催化劑，它可以模擬厭氧條件下的脫氮過程，同時在紫外可見光照射下去除亞硝酸鹽和氨，以及在有氧條件下的硝化過程以殘留的氨?；钚蕴坑糜谠鰪姽獯呋钚?，因為它可以吸附基質(zhì)分子并促進光生電子空穴對的分離。
采用一步水熱法。將制備的含有Zn(II)和Fe(III)的溶液加入到10mL活性炭水懸浮液中，然后，劇烈攪拌1小時。后，將活化劑緩慢滴加到活性炭混合的棕色懸浮液中，同時連續(xù)攪拌1.5小時。接著加入去離子水到懸浮液中增加總體積。將活性炭懸浮液轉移到不銹鋼高壓釜中，將其密封并在180℃下加熱8小時。然后，將其自然冷卻至室溫，取出并過濾，得到活性炭鋅鐵氧體沉淀物。用去離子水洗滌活性炭沉淀物三次以除去過量的活化劑和其他電解質(zhì)。收集沉淀物并在真空室中在60℃下干燥24小時以進行表征和光催化測試。
混合材料的形態(tài)學觀察
通過TEM觀察分析了活性炭，鋅鐵氧體和活性炭鋅鐵氧體混合物的形態(tài)和結構特征。圖1的A，B示出了活性炭的圖像。圖1C上清楚顯示了鋅鐵氧體顆粒尺寸非常均勻，范圍從6到9納米，也與通過XRD測量的尺寸一致?；钚怨獯呋瘎┖铣芍羞B續(xù)攪拌的期間，F(xiàn)e(III)和Zn(II)離子被吸附到活性炭材料的多孔結構，活性炭通過負載鋅鐵氧體而起到載體的作用，在高分辨率透射電子顯微鏡圖像可發(fā)現(xiàn)鋅鐵氧體在活性炭內(nèi)的分布。
圖1：活性炭，鋅鐵氧體，活性炭鋅鐵氧體催化劑的HRTEM圖像和TEM圖像。
活性炭同時去除亞硝酸鹽和氨
使用玻璃光反應器進行除去亞硝酸鹽和氨的實驗，如圖2所示。高壓汞燈(300W)被水流包圍，保持25°C，放入含有亞硝態(tài)氮的250mL懸浮液中(50mg/L)，硝態(tài)氮(100mg/L)和1.5g/L活性炭鋅鐵氧體催化劑。將懸浮液的pH調(diào)節(jié)至9.5。將懸浮液用氮氣鼓泡，在30分鐘內(nèi)磁力攪拌下除去溶解氧，進行光催化試驗。取出溶液(3mL)以0.5小時的間隔測定亞硝酸鹽，氨或硝酸鹽的濃度。
