Page 193 - 《精细化工》2021年第10期
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第 10 期                  王   磊,等:  尖晶石型 c-CuFe 2 O 4 催化过硫酸盐降解偶氮染料                        ·2123·


                            –
            和亚胺基团被 SO 4 •有效氧化降解,高级氧化体系不                        一种经济节能的制备方法。CuFe 2 O 4 -300 催化性能远
            同于生物脱色       [27] ,会存在反复脱色、复色的现象,                  高于 CuFe 2 O 4 -600 。这 是因为高温煅烧引起
            能够高效地破坏偶氮染料的生色结构,矿化程度更                             c-CuFe 2 O 4 逐渐向 t-CuFe 2 O 4 转变,表面的催化位点
            加彻底。                                               发生转变导致催化性能降低。
            2.5  CuFe 2 O 4 -300 磁学性能和循环实验                        (2)当温度为 25  ℃、RB5 初始质量浓度为
                 CuFe 2 O 4 -300 的磁滞回线如图 12a 所示。常温下            100 mg/L、CuFe 2 O 4 -300 投加量为 1 g/L、初始 PDS
            CuFe 2 O 4 -300 的磁滞回线为 S 形封闭曲线,矫顽力和                浓度为 8 mmol/L、初始 pH 为 9.00 时,RB5 的去除
            剩余磁化强度趋近于 0,饱和磁化强度为 21 emu/g,                      率可以达到 92.9%。pH 对 c-CuFe 2 O 4 的吸附性能和
            材料具有超顺磁性,反应结束后通过永久磁铁吸引                             催化性能有着重要影响,氧化体系在宽泛的 pH 条
            回收,用去离子水清洗后再烘干即可重复使用。当                             件下都有良好的氧化能力。无机阴离子对催化体系
            反应温度为 25  ℃、RB5 初始质量浓度为 100 mg/L、                  性能影响较小。催化反应的位点在材料表面和孔隙
                                                                        –
            CuFe 2 O 4 -300 投加量为 1 g/L、初始 PDS 浓度为              部位,SO 4 •和•OH 是主要的活性产物,催化反应依
                                                                                               2+
            8 mmol/L 时,进行了循环实验,结果如图 12b 所示。                    赖表面二价铜/三价铜循环和游离 Cu 的均相催化。
            c-CuFe 2 O 4 催化性能在循环使用后有略微下降,催化                    CuFe 2 O 4 -300 具有超顺磁性,在 4 次循环实验后仍然
            性能的下降一是因为累计的降解产物堵塞催化位                              能够保持 80%以上的去除率,稳定性和重复使用性
            点;二是因为分离回收过程中有部分材料流失。4                             能良好。
            次循环实验后仍然能够保持 80%以上的去除率,证
                                                               参考文献:
            明其拥有良好的重复使用性能。
                                                               [1]   MATZEK L W,  CARTER K E. Activated persulfate for organic
                                                                   chemical degradation: A review[J]. Chemosphere, 2016, 151: 178-188.
                                                               [2]   KARIMIPOURFARD D, ESLAMLOUEYAN R, MEHRANBOD N.
                                                                   Novel heterogeneous degradation of  mature landfill leachate using
                                                                   persulfate and magnetic CuFe 2O 4/RGO nanocatalyst[J]. Process Safety
                                                                   and Environmental Protection, 2019, 131: 212-222.
                                                               [3]   WANG J L, WANG S Z. Activation of persulfate (PS) and
                                                                   peroxymonosulfate (PMS) and application for  the degradation  of
                                                                   emerging contaminants[J]. Chemical Engineering Journal, 2018, 334:
                                                                   1502-1517.
                                                               [4]   AHN  Y, YUN E.  Heterogeneous  metals and metal-free carbon
                                                                   materials for oxidative degradation through persulfate activation: A
                                                                   review of heterogeneous catalytic activation of persulfate related to
                                                                   oxidation mechanism[J].  Korean Journal of Chemical Engineering,
                                                                   2019, 36(11): 1767-1779.
                                                               [5]  WACŁAWEK S,  LUTZE H V,  GRÜBEL K,  et al. Chemistry of
                                                                   persulfates in water and wastewater treatment: A review[J]. Chemical
                                                                   Engineering Journal, 2017, 330: 44-62.
                                                               [6]   TAN C Q, GAO N Y, DENG Y, et al. Radical induced degradation
                                                                   of acetaminophen with Fe 3O 4 magnetic nanoparticles as heterogeneous
                                                                   activator of peroxymonosulfate[J]. Journal of Hazardous Materials,
                                                                   2014, 276: 452-460.
                                                               [7]   ZHANG J, CHEN M Y, ZHU L. Activation of persulfate by Co 3O 4
                                                                   nanoparticles for orange G degradation[J]. RSC  Advances, 2016,
                                                                   6(1): 758-768.

             图 12  CuFe 2 O 4 -300 的磁滞回线(a)和循环实验(b)            [8]   HUANG X D (黄晓东), XU Q Y (徐清艳). Degradation of acid red
            Fig. 12    Hysteresis loop (a)  and cycle experiment (b) of   FRL by persulfate with nanometer  copper ferrite as  catalyst[J].
                    CuFe 2 O 4 -300                                Chinese Journal of Environmental Engineering (环境工程学报),
                                                                   2016, 10(5): 2435-2439.
                                                               [9]   WANG J (王霁), DONG Z  Y (董正玉), WU L Y (吴丽颖), et al.
            3   结论                                                 Aniline wastewater degradation  by nano copper ferrite catalyst
                                                                   activated peroxymonosulfate[J]. Environmental Pollution & Control
                (1)通过溶胶-凝胶-自蔓延燃烧法成功制备了                             (环境污染与防治), 2019, 41(3): 334-338.
                                                               [10]  WANG Y (王艳), ZHANG J W (张佳文),FAN X J (范行军), et al.
            尖晶石型 c-CuFe 2 O 4 催化材料,疏松的表面结构提
                                                                   CuFe 2O 4 activates permonosulfate to degrade tetracycline[J]. Journal
            供了较大的比表面积,材料拥有良好的吸附性能,                                 of Functional Materials (功能材料), 2020, 51(3): 3214-3220.
            拥有丰富的催化位点,溶胶-凝胶-自蔓延燃烧法是                            [11] XUE R (薛锐), WANG Y Q (王永强), ZANG M (臧萌), et al. Effect
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