Page 197 - 《精细化工》2023年第9期

第 9 期 陈锦富，等: CuFe 2 O 4 /硅藻土复合材料活化过一硫酸盐降解酸性橙 7 ·2045·

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由图 3 可知，CuFe 2 O 4 和 CFD 在 573 cm 附近 CFD+PMS 体系的降解速率常数分别为 0.0202、
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都有尖晶石型化合物四面体中的 Fe—O 键 [37] ，而 470 0.0284、0.0561 min ，由此说明，CFD 中的 CuFe 2 O 4
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和 1092 cm 处的吸收峰为 Si—O—Si 键的伸缩振动， 和硅藻土之间存在协同作用，硅藻土作为载体能够
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793 cm 处的吸收峰归属于硅藻土中杂质的 Si—O— 提升 CuFe 2 O 4 的分散性并增加材料的活性位点，表
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Al 键的伸缩振动。3 种材料在 3444 和 1633 cm 附近 面羟基也可以作为 PMS 活化的反应位点，促进活性
都有吸收峰，这归属于材料吸附的水分子和材料表 物质的产生 [16] 。而 CFD+PMS 体系的降解速率常数
面的羟基 [39] 。从图 3 可以看出，CFD 同时具备两种 比 CuFe 2 O 4 +PMS 提升了 1.98 倍，说明 CFD 比
材料的特征吸收峰，证明材料复合成功，并表明 CFD CuFe 2 O 4 能够更有效地活化 PMS 降解 AO7。
存在表面羟基。 2.3 不同因素对 CFD+PMS 体系降解 AO7 的影响

2.2 不同体系对 AO7 的降解效果 按照 1.4 节实验方法，固定其他反应条件，分
按 1.4 节实验方法，在 AO7 质量浓度 50 mg/L、 别考察了 CFD 质量浓度、PMS 质量浓度、溶液初
溶液初始 pH 为 6.68、材料质量浓度 0.50 g/L、PMS 始 pH、温度和不同阴离子对 CFD+PMS 体系降解
质量浓度 0.30 g/L、环境温度 30 ℃的反应条件下， AO7 的影响。
比较了 PMS 、 CuFe 2 O 4 、 CFD 、 DIA+PMS 、 2.3.1 CFD 质量浓度对 CFD+PMS 体系降解 AO7
的影响
CuFe 2 O 4 +DIA+PMS、CuFe 2 O 4 +PMS、CFD+PMS 不
首先，考察了 CFD+PMS 体系中 CFD 质量浓度
同体系对 AO7 的降解率，结果见图 4。并对不同体
系的降解过程进行了准一级动力学拟合，结果见表 1。 对 AO7 降解率的影响，并拟合了准一级动力学，结
果见图 5。

图 4 不同体系对 AO7 降解率的影响
Fig. 4 Effect of different systems on degradation rate of AO7

表 1 不同体系降解 AO7 的准一级降解动力学拟合
Table 1 Pseudo-first order kinetic parameters of AO7
degradation by different systems
体系 准一级动力学方程 k/min –1 R 2
DIA+CuFe 2O 4+PMS –ln(ρ/ρ 0)=0.0202t+0.095 0.0202 0.9794
CuFe 2O 4+PMS –ln(ρ/ρ 0)=0.0284t+0.202 0.0284 0.9597
CFD+PMS –ln(ρ/ρ 0)=0.0561t+0.085 0.0561 0.9959

由图 4 可知，当体系为 PMS、CuFe 2 O 4 、CFD、 图 5 不同 CFD 质量浓度对 AO7 降解率的影响（a）及
准一级动力学拟合曲线（b）
DIA+PMS 时，对 AO7 的 60 min 降解率均较低，分 Fig. 5 Effect of CFD mass concentration on degradation
别为 22.10%、14.45%、8.08%、16.72%，而当体系 rate of AO7 (a) and pseudo-first order kinetic
为 CuFe 2 O 4 +DIA+PMS、CuFe 2 O 4 +PMS、CFD+PMS fitting curves (b)

时，AO7 60 min 时的降解率分别为 72.60%、84.10%、 当 CFD 质量浓度从 0.30 g/L 升至 0.50 g/L 时，
96.88%，AO7 的降解效果有明显提升，其中， AO7 60 min 时的降解率从 78.36%升至 96.88%，相
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CFD+PMS 对 AO7 的降解率最高，与 CuFe 2 O 4 +PMS 应的降解速率常数从 0.0234 min 增至 0.0561 min 。
和 CuFe 2 O 4 +DIA+PMS 相比，其降解率分别高出 这是因为，CFD 质量浓度的增加会向 PMS 提供更
12.78%和 24.28%。 多的活性位点，同时也提高了 CFD 与溶液中 PMS、
由表 1 可知，CuFe 2O 4+DIA+PMS、CuFe 2O 4+PMS、 AO7 的接触面积，提升了活性物质生成速率，从而