Page 223 - 《精细化工》2023年第6期

第 6 期 沈海丽，等: 硫修饰的多孔 Co 3 O 4 活化过一硫酸盐降解亚甲基蓝 ·1373·

子具有的还原性或弱碱性会对高级氧化体系产生影 位点减少；（2）部分 MB 分子或 MB 降解中间产物
响。本研究通过加入相应无机钠盐对比探讨了 4 种 吸附在催化剂上，通过简单的水洗方式无法实现催
典型阴离子对 S 1 @Co 3 O 4 -PMS 高级氧化体系降解 化剂的完全再生，导致部分催化活性位点被占用；
MB 的影响，结果见图 9。实验时催化剂用量和 PMS （3）由 S 1@Co 3O 4 回收 1 次后的红外光谱图（图 10b）
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浓度分别为 0.04 g/L 和 0.6 mmol/L，4 种无机钠盐的 可以看出，1153 和 1092 cm 处的分裂峰消失，表
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浓度均为 20 mmol/L，实验条件同 1.4 节。由图 9 可 明循环使用过程中键合在催化剂表面的 SO 4 有流
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知，在引入 SO 4 、Cl 、C 2 O 4 或 HCO 3 后，25 min 失，影响了催化剂的活性。尽管如此，使用 4 次后
时 S 1 @Co 3 O 4 -PMS 体系 对 MB 降 解率分别为 S 1 @Co 3 O 4 催化 PMS 对 MB 溶液的降解率仍达
92.44%、71.04%、90.94 和 70.21%。向体系引入 Cl – 68.57%。此外，从样品回收使用 1 次前后的 XRD
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和 HCO 3 后，反应速率常数明显降低，说明 Cl 和 谱图（图 10c）发现，S 1 @Co 3 O 4 使用后的晶相没有
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HCO 3 对 S 1 @Co 3 O 4 -PMS 高级氧化体系有一定的抑 明显变化，说明该催化材料具有良好的稳定性和可
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制作用，这可能是 Cl 和 HCO 3 反应消耗了体系中产 重复利用性。
生的高氧活性物种造成的 [34-35] 。但 总体来看，
S 1 @Co 3 O 4 -PMS 体系对这些阴离子具有较好的耐受性。

图 9 不同阴离子对 S 1 @Co 3 O 4 -PMS 降解 MB 的影响
Fig. 9 Effects of different anions on MB degradation by
S 1 @Co 3 O 4 -PMS

2.3 催化剂循环使用性能
为考察 S 1 @Co 3 O 4 作为催化剂活化 PMS 降解
MB 的可重复使用性和稳定性，进行了 4 次循环实
验。对反应完成后的 MB 溶液进行减压过滤，将过

滤物依次用 15 mL 去离子水和 15 mL 无水乙醇洗 图 10 S 1 @Co 3 O 4 的循环使用性能（a）、S 1 @Co 3 O 4 使用
涤、50 ℃下烘 6 h，得到回收后的催化剂。实验时 前后的 FTIR 谱图（b）和 XRD 谱图（c）
催化剂用量和 PMS 质量浓度保持在 0.04 g/L 和 Fig. 10 Recycling performance of S 1 @Co 3 O 4 (a); FTIR
0.6 mmol/L，催化降解实验条件同 1.4 节，结果见图 spectra (b) and XRD patterns (c) of S 1 @Co 3 O 4
before and after use
10a。由图 10a 可知，连续 4 次实验后材料的催化活
性有所下降。分析催化活性下降可能的原因有： 2.4 自由基猝灭实验与机理分析
2+
（1）催化剂表面 Co 有少量流失，造成催化活性 采用 EtOH 或 TBA 作为自由基猝灭剂，对