Page 180 - 《精细化工》2022年第6期

·1246· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷

2.2 工艺优化 的氧化能力较弱 [24] ，且 H 2 O 2 不能稳定存在，会加速
考察了添加 H 2 O 2 前后不同材料对苯酚的去除 分解为 H 2 O 和 O 2 而不是转化为•OH，这些都导致了
效果，结果见图 6。 苯酚降解率的降低 [25] 。在 pH 为 2.5、3.5 时，苯酚
的去除率均可达 100%，但在反应前 10 min 内，
pH=2.5 时，苯酚的去除率达到 80%以上，而 pH=3.5
时，苯酚去除率仅为 60.71%。为了更有效地降解苯
酚，选取溶液的 pH=2.5 为宜。
确定降解苯酚溶液 pH 后，添加质量浓度为 0.2、
0.3、0.5、1.0、1.5 g/L 的催化剂，考察催化剂质量
浓度对苯酚去除率的影响，结果见图 8。

图 6 不同材料对苯酚的去除能力
Fig. 6 Removal capability of different materials for phenol

从图 6 可以看出，在反应 120 min 未加入 H 2 O 2
时，Ca-MMT、SPC 和 Fe 3 O 4 @SPC 对苯酚的去除率
分别为 7.96%、10.79%和 11.67%。加入 H 2 O 2 后，
Ca-MMT 和 SPC 对苯酚的去除率分别为 8.06%和

10.87%，因此，认为 Ca-MMT 和 SPC 对苯酚去除
图 8 Fe 3 O 4 @SPC 质量浓度对苯酚降解率的影响
是吸附所致，且不加催化剂时，H 2 O 2 对苯酚没有催
Fig. 8 Effect of Fe 3 O 4 @SPC mass concentration on
化效果。Fe 3 O 4 @SPC 在反应 120 min 时苯酚的降解 degradation rate of phenol
率为 100%。这说明 Fe 3 O 4 是主要的催化活性组分，
由图 8 可知，催化剂质量浓度在 0.2~0.5 g/L 时，
催化降解能力远优于吸附作用。
反应 120 min 后苯酚降解率从 84.07%增加至 100%。
配制 pH 为 2.5、3.5、4.5、5.5、6.5、7.5、8.5
这说明增加催化剂的质量浓度有利于增加催化剂与
的溶液，使用 Fe 3 O 4 @SPC 考察 pH 对苯酚降解率的
苯酚的接触面积和•OH 的数量，从而加快了苯酚的
影响，结果见图 7。
降解速率。当催化剂质量浓度在 0.5~1.5 g/L 时，反应
80 min 后苯酚的去除率从 100%递减至 92.54%。这
可能是由于加入过量的催化剂消耗了一部分•OH 所
致 [26] ，使苯酚的去除率降低。因此，催化剂质量浓
度以 0.5 g/L 为宜。
在 pH=2.5 和 Fe 3 O 4 @SPC 质量浓度为 0.5 g/L 的
条件下，考察了 H 2 O 2 的投加量对类芬顿体系降解苯
酚反应的影响，结果如图 9 所示。

图 7 pH 对苯酚降解率的影响
Fig. 7 Effect of pH on degradation rate of phenol

由图 7 可知，随着溶液 pH 升高，苯酚的降解
率逐渐降低。当降解反应进行到 120 min 后，在 pH
为 2.5、3.5 时，苯酚的去除率均可达 100%，在 pH
为 4.5、5.5、6.5、7.5、8.5 时，苯酚的降解率依次
为 63.83%、38.80%、13.47%、2.54%、1.00%。这说
明强酸环境（pH≤3.5）有利于苯酚的氧化降解。具
图 9 H 2 O 2 投加量对苯酚降解率的影响
体原因可能是，在高 pH 条件下，活性自由基（•OH） Fig. 9 Effect of H 2 O 2 dosage on degradation rate of phenol