Page 166 - 《精细化工》2022年第5期

第 39 卷第 5 期 精 细 化 工 Vol.39, No.5
2022 年 5 月 FINE CHEMICALS May 2022

水处理技术与环境保护
CoFe O 的制备及其活化过一硫酸盐降解磺胺甲唑
4
2

李英豪 1,4 ，郑向前 1,3 ，高晓亚 1,4 ，朱文杰 1,4 ，罗永明 1,2,4 ，陆继长 1,4*

（1. 昆明理工大学 环境科学与工程学院，云南 昆明 650500；2. 昆明理工大学 化学工程学院，云南 昆
明 650500；3. 西双版纳州质量技术监督综合检测中心，云南 景洪 666100；4. 云南省高校恶臭挥发性
有机物控制重点实验室，云南 昆明 650500）

摘要：以六水合硝酸钴和七水合硫酸亚铁为原料，采用共沉淀法在不同煅烧温度下成功合成了一系列铁酸钴材
料（CoFe 2 O 4 -X，X 代表煅烧温度，分别为 450、550 和 650 ℃）。通过 SEM、XRD、BET、XPS 对其结构进行
了表征，并将其用于活化过一硫酸盐（PMS）降解磺胺甲唑（SMX）。考察了催化剂投加量、PMS 用量、pH、
无机阴离子种类和反应温度对降解 SMX 性能的影响。结果表明，CoFe 2 O 4 -550 具有最佳的催化性能，在最佳反
应条件（SMX 初始质量浓度为 10 mg/L，CoFe 2 O 4 -550 投加量为 0.3 g/L，PMS 质量浓度为 1.5 g/L）下，20 min
内，SMX 的降解率可达 95%，且总有机碳（TOC）降解率可达 80%。同时，CoFe 2 O 4 -550/PMS 反应体系具有较
广的 pH 适用范围（pH=5~9）。CoFe 2 O 4 -550 催化剂可磁性回收，经 3 次使用后，其对 SMX 的降解率仍能达到
–
83%，表明 CoFe 2 O 4 -550 具有良好的稳定性和重复使用性。在该降解反应过程中产生了大量的 SO 4 •和•OH，并
提出了相应的催化降解机理。
关键词：铁酸钴；过一硫酸盐；磺胺甲唑；降解；催化；水处理技术
中图分类号：TQ138.1；X505；TQ426 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2022) 05-1020-08

Preparation of CoFe 2O 4 and its peroxymonosulfate activation for
degradation of sulfamethoxazole

1,4
1,4
1,4
1,3
LI Yinghao , ZHENG Xiangqian , GAO Xiaoya , ZHU Wenjie ,
LUO Yongming 1,2,4 , LU Jichang 1,4*
（1. Faculty of Environmental Science and Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming
650500, Yunnan, China; 2. Faculty of Chemical Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming
650500, Yunnan, China; 3. Xishuangbanna Prefecture Comprehensive Testing Center for Quality and Technical
Supervision, Jinghong 666100, Yunnan, China; 4. Key Laboratory for Odorous Volatile Organic Compounds Pollutants
Control of Yunnan Province Colleges and Universities, Kunming 650500, Yunnan, China）

Abstract: Using cobalt nitrate hexahydrate and ferrous sulfate heptahydrate as raw materials, a series of
cobalt ferrite materials (CoFe 2O 4-X, X represents calcination temperature, which are 450, 550 and 650 ℃,
respectively) were successfully synthesized by a simple co-precipitation method. They were characterized
by SEM, XRD, BET and XPS, and used for activation peroxymonosulfate (PMS) to degrade sulfamethoxazole
(SMX). The effects of catalyst dosage, PMS dosage, pH, inorganic ion species and reaction temperature on
the degradation of SMX were investigated. The results showed that CoFe 2O 4-550 exhibited the best
catalytic performance. Under the optimal reaction conditions (SMX initial mass concentration of 10 mg/L,
CoFe 2O 4-550 dosage of 0.3 g/L and PMS mass concentration of 1.5 g/L), the degradation rate of SMX
could reach 95% within 20 min and total organic carbon (TOC) removal rate was 80%. At the same time,
CoFe 2O 4-550/PMS reaction system had excellent catalytic performance at a wide pH range (pH=5~9).
CoFe 2O 4-550 could be recovered magnetically, and the removal rate of SMX could still reach 83% after

收稿日期：2021-09-26; 定用日期：2022-01-07; DOI: 10.13550/j.jxhg.20210979
基金项目：国家自然科学基金（42030712，21966018，22106055）；云南省基础研究计划重点项目（202101AS070026）；云南省基础
研究专项青年项目（202101AU070025，202105AE160019）；云南省万人计划青年项目（YNWR-QNBJ-2018-067）
作者简介：李英豪（1997—），男，硕士生，E-mail：3375168@qq.com。联系人：陆继长（1990—），男，博士，讲师，E-mail：
ujichangc7@kust.edu.cn。