Page 181 - 《精细化工》2022年第6期

第 6 期 任凯文，等: Fe 3 O 4 @SPC 类芬顿氧化降解苯酚 ·1247·

由图 9 可见，当 H 2 O 2 的投加量从 0.10 mL 增加
到 0.20 mL 时，在反应 80 min 时，Fe 3 O 4 @SPC 对苯
酚的降解率由 52.00%提高到 99.89%。原因可能是：
加入的 H 2 O 2 越多，产生的•OH 越多，反应活性分子
碰撞的机会增加；但当 H 2 O 2 的投加量提高至 0.25
和 0.30 mL 时，在反应 80 min 时，苯酚降解率分别
下降至 94.52%和 91.55%。原因可能是：当 H 2 O 2 过

量时，会产生过氧化氢自由基（•HO 2 ），由于•HO 2
的氧化性比•OH 低 [27] ，导致苯酚降解率下降。因此，
H 2 O 2 投加量以 0.20 mL 为宜。
图 10 叔丁醇浓度对苯酚降解率的影响
2.3 猝灭实验 Fig. 10 Effect of TBA concentration on removal of
叔丁醇（TBA）是应用最为广泛的•OH 抑制剂 [28] 。 degradation rate of phenol
在苯酚溶液中加入不同浓度的 TBA，通过猝灭反应
过程产生的•OH，以验证降解苯酚的主要活性物质 2.4 苯酚降解历程
为•OH，结果如图 10 所示。 为了推断出在非均相类芬顿氧化体系内 Fe 3O 4@
由图 10 可知，当 TBA 的浓度为 0~20 mmol/L SPC 对苯酚的降解历程，以 GC-MS 对苯酚降解过程
时，苯酚的降解率从 TBA 浓度为 0 时的 100%递减至 的中间产物进行分析，取在 50 min 时的反应液进行
TBA 浓度为 20 mmol/L 时的 9.67%。可能的原因是： GC-MS 测试，结果见图 11。
TBA 与•OH 反应时，生成高选择性或惰性的中间物 由图 11 可以发现，苯酚降解过程中产生了对苯
质，使得 TBA 对•OH 具有强抑制作用，终止了•OH 醌（图 11b）、邻苯二酚（图 11c）、对苯二酚（图 11d）、
氧化反应 [29] 。TBA 在溶液中的浓度越大，抑制作用越 顺丁烯二酸（图 11e）、反丁烯二酸（图 11f）、草酸（图
强。因此，从 TBA 对•OH 强抑制作用角度可以推断 11g）、丙二酸（图 11h）、甲酸（图 11i）等中间产物。
出，在 Fe 3 O 4 @SPC 非均相类芬顿催化氧化降解苯酚 根据文献 [30] ，推测了苯酚可能的降解路径，如图 12
的体系中，•OH 对苯酚氧化降解起到主要作用。 所示。

a—苯酚；b—对苯醌；c—邻苯二酚；d—对苯二酚；e—顺丁烯二酸；f—反丁烯二酸；g—草酸；h—丙二酸；i—甲酸

图 11 主要中间产物的质谱碎片离子图
Fig. 11 Mass spectrometry fragment ion diagrams of main intermediates