Page 171 - 《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 ·1025·

由图 7a 可知，pH 为 5、7 和 9 时，反应 20 min 达到 83%。此外，该反应系统在第 3 次使用中 TOC
时，SMX 的降解率分别为 81%、81%和 80%，表明 降解率为 62%（图 9c），这表明 CoFe 2 O 4 -550 具有良
CoFe 2 O 4 -550/PMS 反应体系具有较宽的 pH 适用范 好的稳定性。使用 XRD 进一步分析循环降解实验前
围，这将有助于提高其实际应用能力 [31] 。 后催化剂的结构是否发生变化。如图 9d 所示，第 3
2.3.4 常见无机阴离子种类对催化体系的影响 次使用后的 CoFe 2 O 4 -550 主要特征峰无明显偏移，
在 SMX 初始质量浓度为 10 mg/L，无机阴离子 表明催化剂在循环实验前后保持了良好的晶体结
质量浓度为 50 mg/L，CoFe 2 O 4 -550 投加量为 0.3 g/L， 构。此外，通过 SEM 图（图 9e）观察到，使用 3
PMS 质量浓度为 1.5 g/L，反应溶液初始 pH 为 6.8， 次前后的 CoFe 2 O 4 -550 形貌基本一致。这些结果均
反应温度为 25 ℃时，考察了实际水体中常见无机 证明 CoFe 2 O 4 -550 催化剂表现出优异的稳定性和可
[32]
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阴离子（NO 3 、Cl 和 HPO 4 ） 对 CoFe 2 O 4 -550/PMS 重复使用性。
体系降解 SMX 性能的影响，结果见图 7b。如图 7b
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所示，NO 3 和 Cl 对反应体系影响较小，SMX 的降
2–
解率仍能达到 87%以上；而 HPO 4 的加入轻微抑制
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了 SMX 降解，其降解率降低至 72%。这是由于 HPO 4
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可以与 SO 4 •反应（式 4），从而消耗 CoFe 2 O 4 -550/PMS
体系中的活性物种 [33] ，最终影响了 SMX 的去除。
SO   4 HPO 2 4   HPO   4  SO 2 4 （4）
2.3.5 反应温度对催化体系的影响
在反应溶液初始 pH 为 6.8，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 时，研究了反应温度（25~45 ℃）
对 SMX 降解率的影响，结果见图 8。如图 8 所示，
随着反应温度的升高，反应结束后，SMX 的降解率
分别为 95%、96%、96%。因此，在反应温度为 25~
45 ℃时，反应温度对 SMX 降解率的影响不大。

图 8 反应温度对 SMX 降解率的影响
Fig.8 Effect of reaction temperature on the removal rate of
SMX

2.4 CoFe 2 O 4 -550 磁性能和稳定性考察
CoFe 2 O 4 -550 磁性能和稳定性考察见图 9。如图
9a 所示，CoFe 2 O 4 -550 的磁滞回线呈 S 形封闭曲线，
其饱和磁化强度为 32.9 emu/g，表明 CoFe 2 O 4 -550
具有超顺磁性，反应结束后可通过磁铁回收利用。
为进一步评估 CoFe 2 O 4 -550 催化剂的稳定性，回收
使用过的 CoFe 2 O 4 -550 并在相同条件下降解 SMX，
结果见图 9b。如图 9b 所示，经 3 次使用后，CoFe 2 O 4 -
550 催化性能略微下降，但其对 SMX 的降解率仍能