Page 182 - 《精细化工》2022年第6期

·1248· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷

图 12 Fe 3 O 4 @SPC 对苯酚的降解过程
Fig. 12 Degradation process of phenol by Fe 3 O 4 @SPC

Fe 3 O 4 @SPC 对苯酚的氧化最初是•OH 首先通过 介孔平均孔径为 4.47 nm，Fe 3 O 4 颗粒主要分散在
进攻苯酚的邻对位，主要生成邻苯二酚和对苯二酚 SPC 的外表面。
这两种苯环的羟基化合物，邻苯二酚和对苯二酚会 （2）在 pH 为 2.5，苯酚初始质量浓度为 0.1 g/L，
发生氧化脱氢而分别生成对苯醌和邻苯醌，邻苯二 催化剂质量浓度为 0.5 g/L，H 2 O 2 投加量 0.2 mL 的
酚和邻苯醌以及对苯二酚和对苯醌分别在体系中处 条件下，反应 120 min 时，苯酚去除率为 100%。催
于氧化还原平衡状态。根据文献 [31] 推测，邻苯二酚 化剂回收重复使用 5 次后苯酚去除率为 91.80%。
开环生成己二烯二酸。己二烯二酸进一步氧化生成 （3）叔丁醇猝灭实验表明，•OH 在苯酚降解中
顺丁烯二酸和反丁烯二酸。其中，顺丁烯二酸是环 占主导作用，结合 GC-MS 可知，•OH 攻击苯酚的
裂解的主要产物 [29] ；顺丁烯二酸和反丁烯二酸经脱 邻对位，生成邻苯二酚和对苯二酚，邻苯二酚和对
羧反应后生成草酸、丙二酸和甲酸等部分小分子酸， 苯二酚由于氧化脱氢分别生成对苯醌和邻苯醌，邻
最终氧化为水和二氧化碳。 苯二酚开环生成己二烯二酸，己二烯二酸进一步氧
2.5 催化剂重复利用性实验 化生成顺丁烯二酸和反丁烯二酸，经脱羧反应生成
在苯酚初始质量浓度为 0.1 g/L，Fe 3 O 4 @SPC 质 部分小分子酸，最终分解为水和二氧化碳。
量浓度为 0.5 g/L，pH 为 2.5，H 2 O 2 投加量 0.20 mL， （4）本文制备的 Fe 3 O 4 @SPC 材料，通过在钙
反应时间为 120 min 的条件下，对 Fe 3 O 4 @SPC 的重 基蒙脱石层间形成硅柱，使材料具有一定的稳定性
复使用性进行了探究，结果见图 13。 和耐酸性；同时，在硅柱撑蒙脱石中引入铁源可一
步得到 Fe 3 O 4 磁性催化材料，使 Fe 3 O 4 @SPC 在保持
较高的催化活性下，又具有一定的磁性，可利用外
加磁场实现回收再利用。这样既有效实现了资源的
再利用，又保护了环境，是一种环境友好型催化剂。

参考文献：
[1] LI H Y (李红艳), CHENG J C (程济慈), ZHANG F (张峰), et al.
Preparation of rGO/TNTs composite photocatalyst and study on
efficiency of phenol degradation[J]. Journal of Taiyuan University of
Technology (太原理工大学学报), 2019, 50(5): 579-586.
[2] ZHOU L, CAO H, DESCORME C, et al. Phenolic compounds
removal by wet air oxidation based processes[J]. Frontiers of
图 13 Fe 3 O 4 @SPC 的重复使用性能 Environmental Science and Engineering, 2018, 12(1): 1-12.
Fig. 13 Reuse performance of Fe 3 O 4 @SPC [3] LI X N (李晓楠), LI J H (李景华), SHI L W (石炜璐), et al. Hollow
Fe 3O 4-prussian blue nanocomposites for phenol removal via
由图 13 可知，Fe 3 O 4 @SPC 经回收重复使用 5 Fenton-like reaction[J]. Materials Review (材料导报), 2020, 34(13):
13017-13021.
次后，苯酚的降解率为 91.80%，说明 Fe 3 O 4 @SPC
[4] CHENG A H (程爱华), ZHANG Y N (张燕妮). Degradation of
具有较好的重复使用性。 phenol by Co/Fe layered double hydroxides activated sodium
persulfate[J]. Fine Chemicals (精细化工), 2020, 37(6): 1253-1258.
3 结论 [5] LIU J Y (刘俊逸), WU T (吴田), LI J (李杰), et al. Research
progress on the deep purification of phenol-containing wastewater by
advanced carbon materials[J]. Industrial Water Treatment (工业水处
（1）以钙基蒙脱石为原料，采用一步层间模板
理), 2020, 40(1): 8-12, 17.
法合成了类芬顿催化剂 Fe 3 O 4 @SPC，通过 XRD、 [6] ZHUANG H F (庄海峰), YUAN X L (袁小利), HAN H J (韩洪军).
FTIR、BET、SEM 对材料的形貌、结构进行了表征。 Research and progress in the treatment technology of coal chemical
wastewater[J]. Industrial Water Treatment (工业水处理), 2017,
结果表明，Fe 3 O 4 @SPC 晶面间距（d 001 ）为 3.30 nm， 37(1): 1-6.