Page 190 - 《精细化工》2020年第6期

·1256· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 37 卷

反应过程中，前 10 min 苯酚快速降解，在 30 min 时
对苯酚的降解率达到了最大，随着时间的延长，降
解率逐渐趋于平稳并略有下降。说明类水滑石能够
−
在短时间活化 PS 产生大量的 SO 4 •氧化降解苯酚，
随着反应的进行，中间产物和苯酚的竞争作用降低
了苯酚的降解速率，同时中间产物吸附在类水滑石
上，减少了可与 PS 反应的活性中心的数量，这与杨
岳主等 [24] 在铁铜催化剂非均相 Fenton 降解苯酚的
机制研究中的结论相符。此外，Co/Fe-LDO 体系活
化 PS 降解苯酚的效果优于 Co/Fe-LDHs 体系，一方
面，由 BET 和 SEM 分析可知，类水滑石经焙烧后
2–
其层间结合水、CO 3 以气体的形式逸出 [25] ，比表面
积更大且具有更多的孔隙结构；另一方面，由 XPS
2+
3+
及 XRD 分析可知，Co 和 Fe 焙烧后产生了 Co 和
Fe 的金属氧化物（Fe 3 O 4 、Co 3 O 4 和 CoFe 2 O 4 ），金属
含量尤其是 Co 含量更高且稳定性更强，因此，
Co/Fe-LDO 对 PS 的活化效果更好。
2.3 反应条件的影响

2.3.1 活化剂和氧化剂投加质量比的影响
图 3 Co/Fe-LDHs 和 Co/Fe-LDO 的 XPS 全谱谱图（a）
活化剂和氧化剂投加质量比对苯酚降解率的影
及 Co 2p（b）和 Fe 2p（c）的分谱图 响如图 5 所示。
Fig. 3 XPS spectra of Co/Fe-LDHs and Co/Fe-LDO (a),
XPS spectra of Co 2p (b) and XPS spectra of Fe 2p(c)

2.2 焙烧态 Co/Fe 类水滑石的活化效果
以 Co/Fe-LDO 作为 PS 活化剂，以苯酚作为目
标污染物，通过苯酚的降解率来评价 Co/Fe- LDO 的
活化效果，结果见图 4。

图 5 活化剂和氧化剂投加质量比对苯酚降解率的影响
Fig. 5 Effect of mass ratio of activation to oxidizer on the
degradation rate of phenol

由图 5 可知，Co/Fe-LDHs、Co/Fe-LDO 均在活
化剂和氧化剂投加质量比为 1∶1 时苯酚的降解效

果最好，降解率分别为 82.3%、89.5%。投加过量的
−
图 4 Co/Fe-LDHs 和 Co/Fe-LDO 活化 PS 降解苯酚的性能 PS 时，产生的自由基之间发生相互淬灭，导致 SO 4 •
Fig. 4 Phenol degradation by sodium persulfate catalyzed [26]
by Co/Fe-LDHs and Co/Fe-LDO 的量减少，降低了苯酚的降解效率，发生的反应
如式（4）与式（5）所示。
−
−
由图 4 可知，单独 PS 对苯酚的去除作用很弱， S O 4 •+ SO 4 •→S 2 O 8 2− （4）
2−
2−
2−
45 min 时的降解率仅为 9.1%。活化剂 Co/ Fe-LDHs、 S O − 4 •+S 2 O 8 →SO 4 +S 2 O 8 • （5）
Co/Fe-LDO 对苯酚有一定的吸附作用，45 min 时的 2.3.2 投加量的影响
去除率分别为 13.0%、17.2%，类水滑石对 PS 有很 固定活化剂与氧化剂的投加质量比为 1∶1，药
好的活化作用，Co/Fe-LDHs、Co/Fe-LDO 活化 PS 剂（活化剂和氧化剂）投加量对苯酚降解率的影响
降解苯酚，45 min 时的降解率分别达到 78.1%、85.3%。 如图 6 所示。