Page 143 - 《精细化工》2022年第9期

第 9 期 李婷婷，等: 中空多孔磁性 Fe 3 O 4 /纤维素/海泡石微球异相 Fenton 催化降解亚甲基蓝 ·1861·

从图 4 可知，Fe 3 O 4 /MCC/SEP 的磁化曲线不存 MB 的特征吸光度明显下降。这是因为掺入强吸附
在明显的滞后环，为 S 型曲线，说明微球具有良好 性的 SEP 使得磁性微球具有一定的吸附性能，部分
的超顺磁性 [24] 。Fe 3 O 4 /MCC/SEP 的磁化强度随着磁 MB 染料分子被其吸附；对于 Fe 3 O 4 /MCC/SEP+H 2 O 2
场强度的增加而逐渐提高，并趋于饱和。由磁化曲 体系，MB 溶液的特征吸光度显著下降甚至消失，
线计算可得，饱和磁化强度为 3.4 emu/g，表明 说明该体系可以高效地降解 MB 溶液。此外，该体
Fe 3 O 4 /MCC/SEP 具有良好的磁响应特性，在外加磁 系中降解效率明显大于吸附效率，说 明
场作用下可方便地从水体中脱离。因此，良好的磁 Fe 3 O 4 /MCC/SEP 磁性微球对 MB 的降解是吸附和异
响应性能为微球在染料废水降解中的循环利用提供 相 Fenton 催化协同作用的结果。
了良好的基础。
2.1.5 比表面积分析
Fe 3 O 4 /MCC/SEP 的 N 2 吸附-脱附等温线如图 5
所示。采用 BET 法计算得到 Fe 3 O 4 /MCC/SEP 的比
表面积和孔结构参数如表 1 所示。由图 5 和表 1 可
知，Fe 3 O 4 /MCC/SEP 符合Ⅳ型吸附-脱附等温线，其
等温线的吸附曲线与脱附曲线不一致，且出现明显
的 H3 型吸附回滞环 [25] ，表明微球中存在介孔，具
有吸附优势。BET 表征结果可以看出，Fe 3 O 4 /MCC/
2
SEP 的比表面积为 16.7749 m /g，有利于催化过程中

对染料分子的吸附，提高催化效率。SEP 具有高达 图 6 不同体系下 Fe 3 O 4 /MCC/SEP 对 MB 降解的 UV-Vis
2
900 m /g 的理论比表面积 [26] ，由表 1 可以看出， 谱图
Fe 3 O 4 /MCC/SEP 的比表面积小于 SEP，这可能是因 Fig. 6 UV-Vis spectra of MB in various Fe 3 O 4 /MCC/SEP
degradation systems
为纳米 Fe 3 O 4 与 MCC 堵塞了 SEP 本身的孔径，SEP
表面产生了阻塞效应，降低了比表面积 [27] 。 2.2.2 Fe 3 O 4 /MCC/SEP 投入量对 MB 降解的影响

25 ℃、MB 质量浓度为 10 mg/L、初始 H 2 O 2
添加量为 5 mL、pH 为 3 条件下，Fe 3 O 4 /MCC/SEP
投入量对 MB 降解性能的影响如图 7 所示。

图 5 Fe 3 O 4 /MCC/SEP 的 N 2 吸附-脱附等温线
Fig. 5 N 2 adsorption and desorption isothermal curve of
Fe 3 O 4 / MCC/SEP

表 1 Fe 3 O 4 /MCC/SEP 的比表面积和孔结构 图 7 Fe 3 O 4 /MCC/SEP 投入量对 MB 去除率的影响
Table 1 Textural surface area and pore structure of Fe 3 O 4 / Fig. 7 Effect of Fe 3 O 4 /MCC/SEP dosage on removal rate
MCC/SEP of MB
3
2
比表面积/（m /g） 孔容/（cm /g）
由图 7 可知，随着 Fe 3 O 4 /MCC/SEP 投入量增加，
Fe 3O 4/MCC/SEP 16.7749 0.063001
MB 的去除率随之提高。当磁性微球用量仅为 0.01 g
2.2 MB 的催化降解实验 时，反应 360 min 时 MB 去除率为 75%，表现出明
2.2.1 不同降解体系的影响 显的降解效果，说明 Fe 3 O 4 /MCC/SEP 对 H 2 O 2 具有
图 6 为不同降解体系下 Fe 3 O 4 /MCC/SEP 对 MB 较强的催化分解能力，降解过程较为缓慢。当
Fe 3 O 4 /MCC/SEP 的投入量增加到 0.02 g 时，MB 的
降解的可见光谱图。由图 6 可知，在仅加入 H 2 O 2
的体系中，MB 的吸光度几乎没有变化，表明 H 2 O 2 去除速度大幅提高，300 min 即可达到 99%左右的去
很难降解 MB。在仅加入 Fe 3 O 4 /MCC/SEP 的体系中， 除率。提高 Fe 3 O 4 / MCC/SEP 磁性微球的投入量后反