摘要：以Fe3O4/TiO2作為磁性光催化劑，采用光磁耦合技術處理模擬印染廢水。利用統(tǒng)計學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的概念，研究如何將光磁耦合高效化是人們關注的課題。

相關研究表明，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中（.OH）基團的活性，使光催化作用得到強化。有關磁場作用對化學反應、水溶液物理性質的影響也有較多報道。光磁耦合污水處理技術可用于印染廢水、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。響應曲面法是集實驗設計、數學建模等實驗和統(tǒng)計學技術的一種優(yōu)化方法。

本研究采用光磁耦合技術處理模擬廢水，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。在正交實驗的基礎上，利用響應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，賽多利斯科學儀器（北京）有限公司。

1.2實驗裝置與分析方法

反應裝置見圖*，其大小為452mm*372mm*95mm。首先將模擬廢水置于反應器中。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響應曲面法優(yōu)化設計

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，根據Box-Behnken的實驗設計原理設計正交實驗，各影響因素的最高水平與最低水平值見表1。具體參見http://wlmqsb.com更多相關技術文檔。

詳情請點擊下載附件：光磁耦合廢水處理工藝