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安全与环境学报2024年第10期:多金属掺杂尖晶石型催化剂制备及催化臭氧降解苯酚

来源:期刊VIP网 时间:


作者:刘艳芳;张妙雨;刘文佳;杨梦鑫;孔兴华;任少勃;王崇璞;李欢欢;李贵霞;

单位:河北科技大学环境科学与工程学院;河北科技大学建筑工程学院;河北协同水处理技术有限公司;

摘要:采用水热合成法制备尖晶石型铁氧体,并对其M位掺杂多种金属离子以改性得到一系列催化剂,筛选后用于催化臭氧氧化降解苯酚。结果显示:与其他催化剂相比,Mn_(0.5)Co_(0.5)Fe_2O_4催化剂催化性能最佳,在苯酚质量浓度为30 mg/L,催化剂投加质量浓度为1 g/L,臭氧质量浓度为6 mg/L,流速为1 L/min并反应75 min时,化学需氧量(Chemical Oxygen Demand, COD)和苯酚的去除率分别可以达到90.11%和89.36%,较相同条件下单独臭氧氧化对COD和苯酚的去除率分别提高了31.16百分点和30.51百分点。利用X射线衍射(X-ray Diffraction, XRD)、X射线光电子能谱(X-ray Photoelectron Spectroscopy, XPS)、电子顺磁共振(Electron Paramagnetic Resonance, EPR)等多种手段对该催化剂进行了表征,发现催化剂纯度较高,晶化程度好。此外,通过猝灭和自由基捕获试验表明体系中·OH和~1O_2参与了苯酚降解反应。催化剂循环试验表明,Mn_(0.5)Co_(0.5)Fe_2O_4催化剂具有优异的催化稳定性和重复利用性。

关键词:环境工程学;催化臭氧氧化;苯酚;羟基自由基;单线态氧

基金资助:河北省重点研发计划项目(21373602D)