Page 165 - 《精细化工》2023年第1期

第 1 期 贾艳萍，等: Mn 促进 Fe/C 微电解反应速率及降解污染物机理 ·157·

所出现的 Mn—O 键的振动峰相对应 [30-33] ，说明有锰
氧化物生成。由图 4c 可知，反应后的活性炭与反应
–1
前相比，拉曼光谱在 651 cm 处出现 Mn—O 键的伸
缩振动峰或 Fe 3 O 4 的振动峰，而红外光谱（图 3c）
中出现的两个明显的吸收峰分别为 Mn—O 的伸缩
–1
振 动峰（ 502 cm ）和 Fe — O 的弯 曲振动 峰
–1
（638 cm ） [34] ，说明铁氧化物和锰氧化物附着在
活性炭表面。由拉曼光谱还可看出，反应前的铸铁
屑、活性炭以及反应后的金属锰在 1350~1590 cm –1
范围内均存在碳材料的典型特征峰：1350、1360 cm –1
2
–1
处结构缺陷峰（D 峰）；1580、1590 cm 处 sp 碳原
子的面内振动峰（G 峰）（同一物质的峰位置略有偏
移可能是由于室内环境的变化或材料的形貌变化所
导致） [35-36] 。这是因为铸铁屑和活性炭在反应过程
中被消耗和转移，C 含量显著下降，部分转移附着
在金属锰表面。

图 4 反应前后 Fe、Mn、C 的拉曼光谱
Fig. 4 Raman spectra of Fe, Mn and C before and after the
reaction

2.2 水质分析
2.2.1 紫外-可见光谱分析
由前期探索实验得出，Fe/C 微电解的最佳运行
工艺条件为初始 pH 3、Fe 投加量 80 g/L、m(Fe)∶
m(C)=4∶5 及反应时间为 1.5 h。为了对比 Mn 的加
入对降解甲基橙性能的影响，在相近条件下做了对
比分析，即在 Fe/C 微电解的最佳运行工艺条件下，
以 m(Fe)∶m(Mn)=5∶1 的比例添加了 Mn，作为实
验的初步探究，结果发现，添加 Mn 确实能够提高
Fe/C 微电解体系对废水的处理效率。基于这个结果，
为了进一步探究 Mn 的加入对降解甲基橙性能的影
响，考察了 Fe/Mn/C 微电解的最佳运行工艺条件，
结果得出，Fe/Mn/C 微电解的最佳运行工艺条件为

初始 pH 4、反应时间 1.5 h、填料投加量 100 g/L 及
图 3 反应前后 Fe、Mn、C 的 FTIR 谱图 m(Fe)∶m(Mn)∶m(C)=3∶1∶4，相比于 Fe/C 微电
Fig. 3 FTIR spectra of Fe, Mn and C before and after the
reaction 解体系，pH 适用范围略有扩宽。随着反应的进行，