磁性納米Fe3O4類Fenton催化劑的制備及對孔雀石綠廢水降解的研究.pdf

1、成染料被廣泛應用于紡織、皮革、造紙以及食品等工藝，而染料廢水的排放量大、有機污染物濃度高、色度深、不易降解，嚴重威脅水體環(huán)境和人體健康。磁性納米Fe3O4是一種易于制備和改性、比表面積大、外磁場下可回收再利用的新型類 Fenton催化劑，在染料廢水處理領域前景廣闊。近年來，將離子液體作為反應溶劑，成為無機納米材料制備領域的熱點之一。
　　本文選取尿素-氯化膽堿離子液體作為反應溶劑，采用共沉淀法制備出了具有較高催化活性的磁性納米Fe

2、3O4；探討了不同反應條件對Fe3O4催化H2O2降解孔雀石綠的影響，并對反應進行一級動力學分析；在固定反應條件前提下，探討了幾種常見離子對該催化降解反應的影響，為該體系在染料廢水處理領域的應用提供有價值的參考。
　　在磁性納米 Fe3O4的制備中，本文合成了尿素-氯化鋅、甘油-氯化膽堿、尿素-氯化膽堿、1-乙基-3-甲基咪唑硫酸鹽([EMIM][HSO4])以及1-丁基-3-甲基咪唑硫酸鹽([BMIM][HSO4])5種不同的離

3、子液體，以FeCl3.6H2O和FeCl2.4H2O作為鐵源、KOH作為堿源，考察了它們在不同離子液體當中的溶解度，選取尿素-氯化膽堿離子液體作為反應溶劑；探討了不同摩爾比的Fe2+與Fe3+對Fe3O4產(chǎn)率的影響，確定 Fe2+與 Fe3+的最佳摩爾配比為1:1.5；對所制備出的Fe3O4分別進行XRD、TEM、VSM以及鐵含量的分析，結(jié)果表明：采用離子熱共沉淀法可制備出平均粒徑約為16.7 nm、飽和磁強度為68.3 emu/g、鐵

4、含量約為71.51％，且形貌良好、分布較均勻的Fe3O4顆粒。
　　在研究不同反應條件對Fe3O4催化降解孔雀石綠的影響中，通過控制變量法，分別探討了孔雀石綠初始濃度、反應液初始pH、催化劑Fe3O4的加入量、H2O2濃度以及反應溫度對降解反應的影響，對反應后孔雀石綠溶液的TOC進行了測定，并初步探討了降解反應的機理，結(jié)果表明：在孔雀石綠初始濃度為10 mg/L、初始pH值為4、催化劑加入量為1 g/L、過氧化氫濃度為0.06 m

5、ol/L、反應溫度為25 oC的條件下，反應30 min后，孔雀石綠的脫色率可達到97.94%、反應的活化能為14.05 kJ/mol、礦化程度為63.75%；H2O2分解所產(chǎn)生的羥基自由基在催化降解反應中起到了重要作用；且各反應均與一級反應動力學相符。
　　在研究水體中常見離子對催化降解反應的影響中，選取了五種常見離子（SO42-、Cl-、Ca2+、Mg2+和腐植酸），分別探討了不同濃度離子對Fe3O4催化H2O2降解孔雀石綠的