Page 140 - 《精细化工》2022年第9期

第 39 卷第 9 期 精 细 化 工 Vol.39, No.9
2022 年 9 月 FINE CHEMICALS Sept. 2022

催化与分离提纯技术
中空多孔磁性 Fe O /纤维素/海泡石微球
4
3
异相 Fenton 催化降解亚甲基蓝

*
李婷婷，李瑞雪，冯馨心，程 帅，焦晨璐，王 健
（安徽农业大学 轻纺工程与艺术学院，安徽 合肥 230036）

摘要：以微晶纤维素和纳米 Fe 3 O 4 为原料，采用包埋法制得 Fe 3 O 4 /纤维素（Fe 3 O 4 /MCC）溶液，将海泡石（SEP）
掺入至 Fe 3 O 4 /MCC 溶液中，制得 Fe 3 O 4 /纤维素/海泡石复合微球（Fe 3 O 4 /MCC/SEP）。通过 SEM、FTIR、XRD、
VSM、N 2 吸附-脱附对 Fe 3 O 4 /MCC/SEP 的形貌、化学结构、磁响应性能、比表面积进行了表征，探讨了其作为
Fenton 催化剂对亚甲基蓝（MB）的降解效果及机理。结果表明，Fe 3 O 4 /MCC/SEP 呈现出优异的中空多孔结构
和超顺磁性。当 MB 质量浓度为 10 mg/L、pH 为 3、Fe 3 O 4 /MCC/SEP 的投入量为 0.02 g、H 2 O 2 用量为 5 mL、反
应300 min时，Fe 3 O 4 /MCC/SEP对MB的Fenton 催化去除率高达99%。此外，经过4次循环使用后，Fe 3 O 4 /MCC/SEP
对 MB 的去除率仍达 83%。
关键词：纤维素；海泡石；磁性微球；Fenton 降解；亚甲基蓝；催化技术
中图分类号：O636 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2022) 09-1858-08

Magnetic hollow porous Fe 3O 4/cellulose/sepiolite microspheres as
heterogeneous fenton catalysts for degradation of methylene blue

*
LI Tingting, LI Ruixue, FENG Xinxin, CHENG Shuai, JIAO Chenlu, WANG Jian
（Textile Engineering and Academy of Art, Anhui Agricultural University, Hefei 230036, Anhui, China）

Abstract: Magnetic cellulose/sepiolite (SEP) composite microspheres (Fe 3 O 4/MCC/SEP) were obtained by
doping sepiolite in aqueous mixture solution of Fe 3O 4/MCC which was prepared by immobilization of
nano-Fe 3O 4 on microcrystalline cellulose(MCC). Then the morphology, structure, composition and specific
surface area of Fe 3O 4/MCC/SEP were characterized by SEM, FTIR, VSM, N 2 adsorption-desorption.
Moreover, the mechanism and performance of Fe 3O 4/MCC/SEP as heterogeneous Fenton catalyst for the
oxidative degradation of methylene blue (MB) were analyzed. Characterization results showed that
Fe 3O 4/MCC/SEP exhibited an excellent hollow porous structure and super paramagnetism. Catalytic
performance study indicated that the Fenton removal rate of MB reached up to 99% at 300 min at the
conditions of MB mass concentration 10 mg/L, Fe 3 O 4 /MCC/SEP dosage 0.02 g, H 2 O 2 5 mL and pH=3.
Furthermore, the removal rate of MB remained 83% after 4 recyclable cycles.
Key words: cellulose; sepiolite; magnetic microspheres; Fenton degradation; methylene blue; catalysis
technology

[7]
[6]
纺织、皮革、造纸等行业的印染废水作为最难 催化降解法 、膜过滤 等。其中，考虑到高效和非
处理的一类废水，不仅水量大、水质变化大，而且 选择性降解性能，以纳米 Fe 3 O 4 为催化剂的异相
[8]
色度高、毒性强 [1-2] 。目前，常规处理印染废水的方 Fenton 反应成为最先进的氧化工艺之一 。然而，
[5]
[4]
[3]
法有 Fenton 氧化法 、吸附法 、生物降解法 、光 纯纳米 Fe 3 O 4 在酸性高温下容易聚集和腐蚀，导致

收稿日期：2022-01-06; 定用日期：2022-05-19; DOI: 10.13550/j.jxhg.20220017
基金项目：国家自然科学基金青年基金（51803004）；安徽农业大学研究生创新基金项目（2021yjs-49）
作者简介：李婷婷（1996—），女，硕士生，E-mail：1002321602@qq.com。联系人：王 健（1973—），男，副教授，E-mail：
silkwj@ ahau.edu.cn。