Page 194 - 《精细化工》2023年第9期

第 40 卷第 9 期 精 细 化 工 Vol.40, No.9
20 23 年 9 月 FINE CHEMICALS Sept. 2023

水处理技术与环境保护
CuFe O /硅藻土复合材料活化
4
2
过一硫酸盐降解酸性橙 7

2
陈锦富 1,3 ，严 群 1,3* ，龚鹏程 1,3 ，张理军 ，温俊宇 1,3 ，苏晓洁 1,3
（1. 江西理工大学 土木与测绘工程学院，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；3. 江西理工大学 赣州市赣江流域水质安全保障技术创新中心，江西 赣州 341000）

摘要：通过柠檬酸辅助溶胶-凝胶法制备了一种磁性复合材料 CuFe 2 O 4 /硅藻土（CFD）。通过 SEM、XRD、FTIR、
XPS 表征了其微观形貌结构和元素价态，考察了不同氧化体系、CFD 质量浓度、过一硫酸盐（PMS）质量浓度、
溶液初始 pH、反应温度、阴离子种类对 CFD 降解酸性橙 7（AO7）的影响，探讨了 CFD 降解 AO7 的机制。结
果表明，CFD 上的球形颗粒 CuFe 2 O 4 能够分散地负载在硅藻土表面上，减少了 CuFe 2 O 4 的团聚，且 CFD 上的表
+
2+
2+
3+
面羟基及 Fe /Fe 、Cu /Cu 之间的价态循环参与了 PMS 的活化。在 CFD 质量浓度为 0.50 g/L、溶液初始 pH
为 6.68、PMS 质量浓度为 0.30 g/L、AO7 质量浓度为 50 mg/L、反应温度为 30 ℃的条件下，60 min 时 100 mL
该体系对 AO7 的降解率为 96.88%，CFD+PMS 体系降解 AO7 过程符合准一级动力学模型，其对 AO7 的降解速
率常数比 CuFe 2 O 4 +PMS 体系提升了 1.98 倍。CFD+PMS 体系具有较广的 pH 适用范围（5~11）和较低的活化能
–
–
1
（31.77 kJ/mol）。降解过程的主要活性物质为单线态氧（ O 2 ）和•O 2 ，同时也有 SO 4 •、•OH 产生。
关键词：高级氧化；CuFe 2 O 4 ；硅藻土；过一硫酸盐；酸性橙 7；水处理技术
中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2023) 09-2042-10
CuFe 2O 4/diatomite composite activated peroxymonosulfate

for degradation of acid orange 7

1,3
1,3
CHEN Jinfu , YAN Qun 1,3* , GONG Pengcheng ,
1,3
1,3
2
ZHANG Lijun , WEN Junyu , SU Xiaojie
（1. School of Civil and Surveying & Mapping Engineering, Jiangxi University of Science and Technology, Ganzhou
341000, Jiangxi, China; 2. School of Resources and Environmental Engineering, Jiangxi University of Science and
Technology, Ganzhou 341000, Jiangxi, China; 3. Innovation Center for Water Quality Security Technology at Ganjiang
River Basin, Jiangxi University of Science and Technology, Ganzhou 341000, Jiangxi, China）
Abstract: Magnetic composite CuFe 2O 4/diatomite (CFD) was prepared via citric acid assisted sol-gel
method, and then characterized by SEM, XRD, FTIR and XPS for analysis on its microstructure and
elemental valence. The effects of different oxidation systems, mass concentration of CFD, mass
concentration of peroxymonosulfate (PMS), initial pH of solution, reaction temperature and anion type on
the degradation of acid orange 7 (AO7) by CFD system were investigated, and the AO7 degradation
mechanism by CFD was explored as well. Results from characterization indicated that the spherical
CuFe 2O 4 particles were dispersed on the surface of diatomite, which reduced the agglomeration of CuFe 2O 4,
3+
+
2+
2+
while the valence cycles among the surface hydroxyl group, Fe /Fe and Cu /Cu on CFD were involved
in the PMS activation. Under the optimal conditions of 0.50 g/L mass concentration of CFD, initial pH of
solution 6.68, mass concentration of PMS 0.30 g/L, mass concentration of AO7 50 mg/L and reaction
temperature 30 ℃, the degradation rate of AO7 in 100 mL of the system reached 96.88% at 60 min. The
degradation process of AO7 in CFD+PMS system was in line with the pseudo-first-order kinetic model, and

收稿日期：2022-12-02; 定用日期：2023-02-13; DOI: 10.13550/j.jxhg.20221103
基金项目：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：陈锦富（1997—），男，硕士生，E-mail：1240677855@qq.com。联系人：严 群（1973—），女，副教授，E-mail：1068630@qq.com。