Page 183 - 《精细化工》2020年第5期

第 5 期 姚淑华，等: 棒状 FeMoO 4 材料的制备及其活化性能 ·1033·

件温和，无需外加光和热，但金属离子不易回收， 量浓度的苯酚溶液，加入一定量的 Na 2 S 2 O 8 固体和
容易造成二次污染，解决该问题的关键是开发能够 活化剂 FeMoO 4 ，在一定温度下，以 200 r/min 的转
[9]
高效活化过硫酸盐的非均相材料。LU 等 研究了 速在双层气浴振荡器中振荡，用 H 2 SO 4 （0.1 mmol/L）
Fe 2 (MoO 4 ) 3 在非均相体系中活化过硫酸盐降解罗丹 和 NaOH（0.1 mmol/L）调节苯酚溶液 pH。在规定
明 B（RhB），但是 Fe 2 (MoO 4 ) 3 是基于三价铁的物 时间内取样，经 0.22 μm 滤膜过滤后的滤液用 4-氨
质，而二价铁相对于三价铁能够更好地活化过硫酸 基安替比林法显色，用紫外分光光度计（ λ max =
盐 [10] ，所以，将材料中的三价铁替换成二价铁，也 510 nm）测其吸光度，根据标准工作曲线确定苯酚
就是用钼酸亚铁替换钼酸铁，能解决钼酸铁活化效 剩余浓度，从而根据式（1）计算苯酚降解率：
率较低的问题。   
目前，用钼酸亚铁活化过硫酸盐降解苯酚的研 η / %   1   0    100 （1）
究较少，本文尝试采用水热法来制备棒状 FeMoO 4 ，
式中：η 为苯酚降解率，%；ρ 0 和 ρ 分别是苯酚初始
在非均相体系中用于活化 Na 2 S 2 O 8 降解苯酚，考察
Na 2 S 2 O 8 浓度、苯酚初始质量浓度、溶液初始 pH、 质量浓度和任意时刻苯酚的质量浓度，mg/L。
反应温度等对有机污染物苯酚降解的影响，确定最 为探究反应过程中产生哪些自由基以及哪些自
佳降解条件，分析体系中反应的自由基，以期能在 由基占主导位置，在温度为 30℃，pH 为 6.90，
实际废水处理中得到应用。 FeMoO 4 质量浓度为 0.4 g/L，苯酚初始质量浓度为
25 mg/L，n(Na 2 S 2 O 8 )∶n(苯酚)=25∶1 的条件下，分
1 实验部分
别向体系中加入 11.59 mL 叔丁醇和 7.03 mL 乙醇作

1.1 药品与仪器 为自由基清除剂，通过研究苯酚降解效果确定体系
苯酚、铁氰化钾，AR，天津博迪化工股份有限 中起主要氧化作用的自由基。
公司；Na 2 S 2 O 8 ，AR，天津恒兴化学试剂制造有限
公司；Na 2 MoO 4 ·2H 2 O，AR，天津化学试剂四厂； 2 结果与讨论
FeSO 4 ·7H 2 O、NH 3 ·H 2 O、乙醇（EtOH）、叔丁
2.1 FeMoO 4 材料表征
醇（TBA）、4-氨基安替比林，AR，天津市大茂化
图 1 是水热法合成 FeMoO 4 的 XRD（a）、SEM
学试剂厂；H 2 SO 4 、NaOH、NH 4 Cl，AR，国药集团
（b）和 Raman（c）图。由图 1a 可知，合成材料的
化学试剂有限公司；实验用水为去离子水。
衍射峰大部分归属于 β-FeMoO 4 ，其余峰归属于
D8 Advance 型 X 射线衍射仪，德国 Bruker AXS
公司，采用 Cu K α 射线，工作电压为 40 kV，工作电 α-FeMoO 4 ，2θ 为 26.14处峰强且尖锐，表明 FeMoO 4
TM
流 30 mA，扫描范围 10.0~42.5（2θ）；Quanta 250 在这个方向有良好的结晶性和择优取向性 [11] ；由图
型电子扫描电镜，美国 FEI 公司，样品喷金，电压 1b 可知，FeMoO 4 大部分是长度约为 5 μm 的棒状结
为 20 kV；DXR 显微拉曼光谱仪，美国赛默飞世尔 构，少部分为颗粒状结构 [12] ；由图 1c 可见，材料在
–1
科技有限公司，能量为 2.0 eV，采样时间 3 min，扫 932 cm 处的强吸收峰是源于 MoO 4 四面体中 Mo—
–1
描范围是 100~1500 cm ；AA-6880 型原子吸收光谱 O 键的对称伸缩振动，815 和 884 cm 为 Mo—O 键
–1
仪，日本 Shimadzu 公司；UV/V-1800 紫外/可见型 的非对称伸缩振动峰，357 cm –1 为面外弯曲振动
分光光度计，上海美谱达仪器有限公司。 [13-15]
峰 。综上所述，合成材料由 α 和 β 两种晶型的
1.2 棒状 FeMoO 4 材料的制备
FeMoO 4 组成，且以 β-FeMoO 4 为主。
称取 FeSO 4 · 7H 2 O(0.834 g ， 3 mmol) 和
Na 2 MoO 4 ·2H 2 O(0.726 g，3 mmol)分别溶于 30 mL
去离子水中，充分搅拌、溶解后，将完全溶解的
FeSO 4 溶液倒入 Na 2MoO 4 溶液中，搅拌 10 min，转入
100 mL 聚四氟乙烯内衬的水热反应釜中，升温至
180 ℃反应 24 h 后，将悬浊物在 5000 r/min 的转速
下离心 10 min，沉淀物用去离子水洗涤 5 次至洗涤
液无色，在 60 ℃真空干燥箱中烘干 12 h 得到红棕
色固体粉末 FeMoO 4 。
1.3 活化性能测试
批次实验中，在锥形瓶中倒入 400 mL 一定质