1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）
{title}1、研究背景苯酚又名石炭酸、羟基苯，是最简单的酚类有机物，最早发现于1834年，从煤焦油中提取，在化学工业、染料、医药等行业中具有广泛的用途，用于生产酚醛树脂、己内酰胺、 炸药、肥料、油漆、除漆剂、橡胶和木材防腐剂等，也用于石油、制革、造纸、肥皂、玩具、香料、染料等工业。
在其生产和应用过程中，均可有接触机会[1]。
苯酚属于有毒化学物质，具有毒性和腐蚀性，GHS分类的主要类别为急性毒性第3类（经口，经皮，吸入），皮肤腐蚀刺激1B类，可造成严重眼损伤。
同时，含酚类化合物的工业废水在未经净化处理排出时，容易降低水质以及污染水体和周边生态环境[2]。
因此，处理含酚废水，降低苯酚毒性，提高其可生化性，成为一个重要的课题。
处理苯酚类废水的方法有很多种，可以分为物理法，化学法和生物法[3]。
物理法有萃取，吸附，蒸馏等方法，去除率普遍较低，其中个别方法存在二次污染，药剂回收等问题。
化学法有化学沉淀法，氧化法和高级氧化技术等，相较于其他方法的优点是可以高效处理含苯酚浓度高的废水，所以被普遍应用于难降解的工业废水处理中。
生物法有活性污泥法，固定化技术等，与物理，化学方法相比具有经济高效等优点，且没有二次污染，但在处理效果，运行系统等方面还有许多问题。
在实际应用中，使用单一的方法处理废水往往达不到预期的效果，因此一般多种方法联合使用。
催化氧化技术是在加入催化剂的条件下降解废水的一种高效氧化技术，该技术的机理主要以过渡金属及其氧化物作催化剂，产生烃基自由基，从而降解废水中有机物等污染物。
其中，紫外光催化氧化法是一种在紫外光照射下，结合氧化剂使用的方法[4]，具有高效，价廉，工艺简便等优点，作为一种比较实用的技术在处理有机污染物中广泛应用[5]。
2、紫外光催化技术研究进展2.1紫外光催化技术研究现状紫外光催化氧化是利用特种紫外线波段，利用半导体等催化材料的光催化活性将光能转化为化学能，使氧化剂和废水中有机物在其表面发生氧化还原反应，最终使有机物转化为无机类小分子物质。
光催化氧化技术是高级催化技术的一种，对废水中卤代烃，芳香烃，酚类等难处理，毒性大的有机污染物有较好的处理效果。
而且，光催化相较于其他处理方法具有反应条件温和，操作难度底，二次污染小，降解性能好等的优点。
TiO2作为仅能接受紫外光激发[6]的半导体光催化材料，具有化学和物理性质稳定，无毒无污染，价格低廉，处理效果好等优点[7]。
利用TiO2光催化降解有机物已成为最具发展前景的一种高级氧化技术之一。
二氧化钛光催化在实际应用中存在的问题:1.可见光利用率较低[8],二氧化钛禁带宽度较宽，对太阳光的响应效果不好,需要在紫外光下才能有较好的光催化效果,导致降解成本过高2.TiO2在光催化反应中，光生电子和空穴的复合率高，光量子效率低[9]，3.回收困难，提高了处理成本[10]。
目前针对上述存在的问题，主要的解决方案如下：（1）金属元素的掺杂，形成杂质能级,降低复合光催化剂的禁带宽度[11]。
Chang J等[12]人利用溶胶-凝胶法制成了Fe3O4/TiO2复合催化剂，明显提高了苯酚的降解效率。
（2）非金属元素的掺杂，形成缺陷,使得复合光催化剂对光吸收阙值红移,提高可见光响应。
掺杂剂主要有碳、氮、硫以及卤族元素等[13]。
（3）材料复合改性，将TiO2和其他特殊半导体材料耦合，可以有效降低光生电子和空穴的复合率，从而提高光量子利用效率[14]。
Jiang等人[15]利用吸附法制作出异质结光催化剂TCNQ/TiO2，显著提高了TiO2对苯酚的降解率。
（4）光敏化。
在TiO2中掺杂了一定量的光活性化学物质, 扩大二氧化钛激发波长的范围[16]。
此类光化学物质一般具有较宽的可吸收光范围，被可见光激发后，将电子导入TiO2的导带中，从而提高吸收其光催化活性。
本实验采用掺杂金属元素的方法对二氧化钛改性，且使用Fe3O4一方面引入金属元素Fe以提高光催化性能，一方面作为磁性分子筛便于催化剂的回收。
2.2 Fe3O4/TiO2复合紫外光催化剂研究进展（1）磁性分子筛Fe3O4的制备方法：1.水热溶剂法[17]，水热/溶剂热法制备的纳米颗粒粒径均匀且分散性良好，但胶体稳定性不高，且制备需在高温高压条件下进行，对设备的要求较高。
2.微乳液法[18]，微乳液法制备的纳米颗粒形状规则，多为球形，但产率较低、原料用量大、成本高、周期长；3.共沉淀法[19]，共沉淀法具有制备条件易于控制、合成周期短等优点，已成为目前最理想的制备方法。
（2）Fe3O4/TiO2复合催化剂的制备及废水处理研究进展：1.溶胶-凝胶法。
将含高化学活性组分的化合物经过溶液、溶胶、凝胶而固化，再经热处理而成的氧化物或其它化合物固体。
可用于制备传统方法难以制备的复合氧化物催化材料，在Fe3O4/TiO2复合催化剂的制备中也应用广泛。
焦琳娟等人[20]通过溶胶凝胶法制备了磁性氧化石墨烯/二氧化钛复合光催化剂，高压汞灯连续照射70min，甲基橙的降解率达到94.5%。
沈启慧等[21]的研究中，通过改进溶剂热法制得磁性四氧化三铁纳米粒子，再通过溶胶-凝胶法制成Fe3O4/TiO2光催化剂。
在350 W高压汞灯照射下，催化剂使用量为1 g/L时，光催化降解40 mL的RhB溶液(pH 5.3,30 mg/L),用时120 min降解率可达96.22%。
Lisowski P等人[22]采用溶胶-凝胶法，以酵母为碳源，并基于碳材料结合制得了稳定的核壳结构TiO2/Fe3O4复合材料，在紫外灯下对苯酚的降解率为64.1%，在可见光下对苯酚的降解率为33.6%。
2.水热法。
将一定形式的前驱物放置在高压釜水溶液中，在高温、高压条件下进行水热反应，再经分离、洗涤、干燥等后处理制备材料。
该方法的优点是无需高温焙烧，污染小，工艺简单，易于控制反应，缺点是一般所需钛源成本较高。
温晓晴[23]的研究中，通过热分解油酸铁复合物制备Fe3O4，再用水热仿生合成法制备纳米磁性Fe3O4/TiO2，随后以NA-P型分子筛合成复合吸油材料，对水体内石油烃的平均降解率为58.2-61.3%。
3.原位沉积法。
指将反应物与负载体在液相中混合反应并沉积生长，最后得到复合催化剂的方法。
该法的优点是操作简便，成本较低，反应物材料种类较多，所得复合材料负载率较高等。
张洪鑫等人[24]采用原位生长法制备出了纳米Fe3O4/TiO2磁性复合体，在紫外光照射下2小时，处理造纸废水，对COD的去除率可达到75%以上。
黄智淼[25]等人采用液相沉积法以钛铁矿为原料制备了Fe3O4/TiO2复合催化剂材料，以罗丹明B为目标污染物进行光催化降解实验, 结果表明在模拟太阳光下催化效率达到97.7%, 在紫外光下催化效率达到83.6%，该实验直观表现出引入Fe3O4显著提高了TiO2光催化的可见光利用率。
4.此外，还有水解法[26]，浸渍法[27]等。
本实验采用原位沉积法合成Fe3O4/TiO2催化剂。
3、本课题的研究内容和意义含酚废水毒性强，直接排入水体会对动植物造成十分严重的危害。
若排入水体的含酚废水不经处理，将会导致水生生物无法繁殖，甚至威胁其生存。
含类废水对工业、农业及人类的生活方面都造成了一定程度上的影响。
影响工业生产、破坏生态平衡、威胁人类自身健康安全。
在处理含酚废水的方法中，光催化氧化具有二次污染小，操作难度低，处理性能较好等优点。
本课题拟制备出的Fe3O4/TiO2复合光催化剂，提高了光催化效率，且有利于利用磁性作催化剂的回收。
并通过对实验条件变量的控制，找出处理性能最佳的实验条件。
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2.2.3性能评估配制一定浓度的苯酚溶液模拟苯酚废水，并在外加紫外光的照射下，加入催化剂在芬顿体系下对其进行光催化降解，检测实验前后苯酚浓度，得出降解率，以此考察此复合催化剂对苯酚的降解性能。
通过改变时间，温度，催化剂材料配比等实验条件设计正交实验得出最佳条件。
最后通过磁性材料对催化剂进行回收，计算其回收率。
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