Page 210 - 《精细化工》2023年第11期

第 40 卷第 11 期 精 细 化 工 Vol.40, No.11
2 023 年 11 月 FINE CHEMICALS Nov. 2023

水处理技术与环境保护
CuAl-LDO 活化过一硫酸盐降解罗丹明 B

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温俊宇 ，严 群 ，龚鹏程 ，陈锦富 ，张理军 ，晏江广
（1. 江西理工大学 赣州市流域污染模拟与控制重点实验室，江西 赣州 341000；2. 江西理工大学 资源
与环境工程学院，江西 赣州 341000）
摘要：采用沉淀-煅烧法制备了 Cu/Al 不同物质的量比的层状双金属氧化物（CuAl x-LDO，x 为 Cu 与 Al 的物质
的量比），用于活化过一硫酸盐（PMS）去除罗丹明 B（RhB）。考察了催化剂用量、PMS 用量、pH、RhB 质量
浓度、温度和无机阴离子对 RhB 去除率的影响。通过 SEM、XRD、FTIR、XPS 和 BET 测定与表征了 CuAl x-LDO
的结构与性能。结果表明，在投加量均为 300 mg/L 的 CuAl 2:1-LDO 和 PMS、反应温度为 25 ℃、pH=5.6、RhB
质量浓度为 100 mg/L 的条件下，30 min 内 RhB 的去除率为 97.1%。同时，CuAl 2:1-LDO/PMS 反应体系在 pH
为 3.0~11.0 的较宽范围内，对 RhB 的去除率达 90%以上，并且催化剂第 4 次使用时 RhB 去除率仍达 71.0%。另
外，电子顺磁共振（EPR）、猝灭实验和 UV-Vis 光谱结果表明，在 CuAl 2:1-LDO/PMS 体系中产生了较多的硫
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酸根自由基（SO 4 •）和羟基自由基（•OH），其中•OH 在 RhB 的去除过程中起主导作用，作用于芳香环使染料
脱色。
关键词：层状金属氧化物；过硫酸盐；活化作用；罗丹明 B；水处理技术
中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2023) 11-2522-13

Degradation of Rhodamine B by CuAl-LDO activated peroxymonosulfate

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WEN Junyu , YAN Qun , GONG Pengcheng , CHEN Jinfu , ZHANG Lijun , YAN Jiangguang
（1. Key Laboratory of Ganzhou Watershed Pollution Simulation and Control, Jiangxi University of Science and
Technology, Ganzhou 341000, Jiangxi, China; 2. School of Resource and Environmental Engineering, Jiangxi University
of Science and Technology, Ganzhou 341000, Jiangxi, China）
Abstract: Layered double metallic oxides with different Cu/Al molar ratios (CuAl x-LDO, x being the
molar ratio of Cu to Al), synthesized via precipitation calcination method, was used to activate
peroxymonosulfate (PMS) for the removal of Rhodamine B (RhB). The effects of catalyst dosage, PMS
dosage, pH, RhB mass concentration, temperature and inorganic anions on removal rate of RhB were
investigated. The structure and properties of CuAl x-LDO were characterized by SEM, XRD, FTIR, XPS,
and BET. The results showed that under the conditions of CuAl 2:1-LDO, PMS dosage of 300 mg/L,
reaction temperature of 25 ℃, pH=5.6, and RhB mass concentration of 100 mg/L, the RhB removal rate
within 30 min reached 97.1%. At the same time, the CuAl 2:1-LDO/PMS reaction system displayed a
removal rate of over 90% for RhB in a wide range of pH 3.0~11.0, with the removal rate maintained 71.0%
in the fourth cycle experiment. In addition, data from electron paramagnetic resonance (EPR), quenching
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experiments, and UV-Vis spectroscopy indicated that more sulfate radicals (SO 4 •) and hydroxyl radicals
(•OH) were generated in the CuAl 2:1-LDO/PMS system, and •OH played a leading role in the removal of
RhB, acting on the aromatic hydrocarbon ring to decolorize the dye.
Key words: layered metal oxides; persulfate; activation; Rhodamine B; water treatment technology

工业生产过程中所排放的有机污染物在水体中 严重的破坏。其中，罗丹明 B（RhB）是一种结构
存在难去除、高毒性等特点，从而对生态环境造成 复杂、稳定性高、有毒致癌且高水溶性的黄嘌呤碱

收稿日期：2023-02-08; 定用日期：2023-05-05; DOI: 10.13550/j.jxhg.20230076
基金项目：“十二五”国家科技支撑计划项目（2012BAC11B07）；江西省科技厅自然科学基金资助项目（20122BAB203027）
作者简介：温俊宇（1998—），男，硕士生，E-mail：1149932502@qq.com。联系人：严 群（1973—），女，副教授，E-mail：1068630@qq.com。