Page 186 - 《精细化工》2021年第5期

·1040· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷

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MS-NZVI/SP，可以看出 NZVI 呈球状，均匀负载 覆盖。在 602.11 和 602.29 cm 处出现 Fe—O 伸缩振
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在 SP 上，负载可以很好地解决 NZVI 易团聚的问 动吸收峰 [18] ，证明 Fe 被部分氧化，与 XRD 谱图中
题 [13] 。图 1d 为反应后 MS-NZVI/SP 的 SEM 图， 存在 Fe 2 O 3 和 Fe 3 O 4 相互印证。反应后峰强较反应前
NZVI 也为球状，但是较反应前聚集度更高，因为 弱，因为 Fe 的氧化物参与了反应。SP 的红外谱图
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经反应后，部分 Fe 被腐蚀，从 SP 上脱落下来后 中，在 1792.77 cm 处出现了 C—O 伸缩振动吸收
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聚集到一起。 峰，1474.79 cm 处出现一个较宽的峰，为 C—O 反
对称伸缩振动峰，857.21 和 709.66 cm 处分别为
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C—O 面外弯曲振动和面内弯曲振动峰，归属于
CaCO 3 中的 C—O。证明了 SP 中的主要物质为碳酸
钙，与 XRD 的结果吻合。

图 1 SP（a）、MS-NZVI（b）、MS-NZVI/SP 反应前（c）、
后（d）的 SEM 图
Fig. 1 SEM images of SP (a), MS-NZVI (b) and MS-
NZVI/SP before (c) and after (d) reaction

2.1.2 XRD 分析
分别对反应前后 MS-NZVI/SP 的 XRD 图谱进行
分析，结果见图 2a。如图 2a 所示，反应前、后在
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2θ=43.3°处均发现 Fe 的特征峰，说明成功合成了
NZVI，但此峰强度不大，原因是其表面存在有机物
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覆盖层，削弱了 Fe 对 X 射线的衍射强度 [18] 。反应
前 MS-NZVI/SP 谱中分别在 2θ=20.7°、29.4°、33.2°
处出现了 FeOOH、Fe 3 O 4 和 Fe 2 O 3 的衍射峰，说明

样品被部分氧化，生成了少量的氧化物；反应后， 图 2 反应前后 MS-NZVI/SP 的 XRD 谱图（a）与反应前
氧化物的衍射强度减弱，说明部分氧化物也会参与 后 MS-NZVI/SP 和 SP 的 FTIR 谱图（b）
反应。图 2 中出现了方解石型 CaCO 3 衍射峰，分别 Fig. 2 XRD patterns of MS-NZVI/SP before and after
为 2θ=23.3°、29.1°、36.0°、39.4°、43.3°、47.5°、 reaction (a) and FTIR spectra of SP, MS-NZVI/SP
before and after reaction (b)
48.5°，分别对应方解石型 CaCO 3 的(012)、(104)、
(110)、(113)、(202)、(018)、(118)晶面。表明贝壳 2.2 不同材料对比
中的主要成分为方解石型 CaCO 3 。反应前的图谱中 在 35 ℃，自然 pH（约为 6.3）下对比了 5 种
存在有机物的衍射峰，因为绿色合成的 NZVI 被有 体系：山竹壳-贝壳粉负载纳米零价铁-类芬顿体系
机物覆盖 [19] ，而反应后，此峰衍射强度变小，这是 （MS-NZVI/SP+H 2 O 2 ）、山竹壳-纳米零价铁-类芬顿
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由于在反应过程中，随着 Fe 被腐蚀，有机物也逐 体系（MS-NZVI+H 2 O 2 ）、山竹壳-贝壳粉与纳米零价
渐脱落。 铁物理混合类芬顿体系（MS-NZVI+SP+H 2 O 2 ）、贝
2.1.3 FTIR 分析 壳粉-过氧化氢体系（SP+H 2 O 2 ）、山竹壳-贝壳粉负
图 2b 为反应前和反应后 MS-NZVI/SP 和 SP 在 载纳米零价铁体系（MS-NZVI/SP）对 50 mg/L EBT
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400~4000 cm 的 FTIR 谱图。图 2b 中，在 3403.04 溶液的降解率。其中，材料投加量为 100 mg，H 2 O 2
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和 3418.02 cm 处为 MS 提取液中有机物 O—H 的伸 投加量为 4 mL（质量分数 5%，下同），结果如图
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缩振动吸收峰 [20] ，1619.74 和 1626.98 cm 处为多酚 3a 所示。反应 120 min 后，材料 MS-NZVI/SP 对 EBT
有机物芳环 C==C 伸缩振动吸收峰 [15] ，1116.52 和 的降解率为 53.82%，而对 EBT 的类芬顿降解率为
1099.91 cm –1 处为有机物 C—O—C 伸缩振动吸收 89.51%，增加了 35.69%。未加 H 2 O 2 的体系对 EBT
峰，证实制备出的 MS-NZVI/SP 被一层酚类有机物 的吸附效果不好，而加了 H 2 O 2 后，降解效果明显增