Page 169 - 《精细化工》2022年第5期

第 5 期 李英豪，等: CoFe 2 O 4 的制备及其活化过硫酸盐降解磺胺甲唑 ·1023·

由图 3 可知，不同煅烧温度下制得的 CoFe 2 O 4 -X 对于 Fe 2p（图 4a），结合能位于 710.9（八面
3+
3+
的 N 2 吸附-脱附曲线均属于Ⅳ类等温线，说明获得 体位置的 Fe ）和 713.7 eV（四面体位置的 Fe ）
的催化剂均为介孔材料。此外，由表 1 可知，煅烧 的两个峰归属于 Fe 2p 3/2 。结合能为 725.0 eV（四配
3+
温度对材料的结构有较大影响。其中，CoFe 2 O 4 -550 位间隙位的 Fe ）的峰归属于 Fe 2p 1/2 [23] 。此外，Fe
2
的比表 面积 和孔容 最大 ，分别 为 104.6 m /g 和 2p 3/2 和 Fe 2p 1/2 之间存在 718.6 eV 处峰，这可能是
3
2+
0.28 cm /g。催化剂比表面积越大，暴露的活性位点 由于八面体阳离子自旋产生的 Fe 导致的 [24] 。图 4b
越多，其催化活性越好 [22] 。 为 Co 2p 的 XPS 谱图。由图 4b 可知，780.8 和 783.6
eV 处的峰来自 Co 2p 3/2 （分别位于八面体位置的
表 1 CoFe 2 O 4 -X 催化剂的结构参数 Co 和 Co ），在 796.5 eV 处的衍射峰对应于 Co
3+
2+
Table 1 Structure parameters of CoFe 2 O 4 -X catalysts
[25]
2+
2p 1/2 （四面体位置的 Co ） 。此外，787.3 和 803.2
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2
样品 比表面积/(m /g) 孔容/(cm /g) 孔径/nm
eV 处的峰分别归属于位于高结合能侧 Co 2p 3/2 和 Co
CoFe 2O 4-450 33.2 0.21 24.9
2p 1/2 的卫星峰。由 Co 2p 分峰拟合发现，CoFe 2 O 4 -450
CoFe 2O 4-550 104.6 0.28 10.7
2+
2+
的 Co 比例（Co 的摩尔分数为 67.3%，以总 Co 的
CoFe 2O 4-650 24.8 0.18 29.4
物质的量为基准，下同）低于 CoFe 2 O 4 -550（71.3%）
2+
2.1.4 XPS 分析 和 CoFe 2 O 4 -650（73.3%）中 Co 比例。由图 4c 可
通过 XPS 进一步分析 CoFe 2 O 4 -X 催化剂的表面 知，O ls 结合能为 530.2 和 531.7 eV 的两个峰，这
–
元素组成和化学价态，结果见图 4。 可以分别归属于晶格氧（CoFe 2 O 4 框架中的 O 2 ）和
吸附氧。
2.2 煅烧温度对 CoFe 2 O 4 -X 催化性能的影响
为了探讨煅烧温度对材料催化性能的影响，选
择 SMX 为目标污染物，考察了其在不同反应体系中
的降解效果，结果见图 5a。

图 5 煅烧温度对 CoFe 2 O 4 -X 催化性能的影响（a）；SMX
的 TOC 降解率（b）
Fig. 5 Effect of calcination temperature on catalytic
performance of CoFe 2 O 4 -X (a); TOC removal rate
of SMX (b)

图 4 CoFe 2 O 4 -X 催化剂的 XPS 谱图 由图 5a 可知，在仅有 PMS 的反应体系中，反
Fig. 4 XPS spectra of CoFe 2 O 4 -X catalysts 应 20 min 后 SMX 降解率仅有 6%。然而，在 CoFe 2O 4-