FeMnMg氧化物Fenton催化降解有机废水.pdf

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1、第34卷第6期东北电力大学学报Vo1．34．No．62014年12月JournalOfNortheastDianliUniversityDec．，2014文章编号：1005—2992(2014)06—0047—07FeMnMg氧化物Fenton催化降解有机废水贾若琨，李佳(东北电力大学化学T程学院，吉林吉林132012)摘要：采用高温煅烧硝化法制备FeMnMg氧化物纳米晶，并采用扫描电镜(SEM)对FeMnMg氧化物进行表征。结果表明，高温煅烧硝化法制备的FeMnMg氧化物粒径为纳米范围，具有均匀的粒子尺寸和晶体尺寸。采用不同配比的FeMnMg氧化物纳米晶催化剂对亚甲基蓝模拟的有机废

2、水进行Fenton催化降解实验，对实验结果进行分析讨论。FeMnMg的摩尔比为2：3：1的氧化物对亚甲基蓝的降解效果最好。当pH值为7左右，反应温度为25℃时，降解速率最快。FeMnMg氧化物催化剂的投加量为0．012g，保证了亚甲基蓝较好的降解率。在反应体系中采用选取30％H：O：0．5mL(即2mmol／L)，能达到较好的氧化降解效果。关键词：FeMnMg氧化物纳米晶；Fenton降解；亚甲基蓝中图分类号：X703文献标识码：A20世纪80年代以后高级氧化技术(AOPs)引起了科研工作者的重视，Fenton法作为废水处理技术已被广泛的研究和使用⋯。亚铁离子在酸性条件下催化过氧化氢

3、产生氧化能力更强的中间体羟基自由基，可以氧化难降解有机物。Fenton法具有操作简单，费用低，不需要复杂设备，对环境友好等优势J。过氧化氢和亚铁盐的混合物称为Fenton试剂，其发生的反应称为Fenton反应。Fenton试剂是由HO和Fe混合得到的一种强氧化剂]，它通过催化分解HO产生的OH·进攻有机物分子夺取氢，将大分子有机物降解为小分子有机物或矿化为CO：和H：O等无机物，化学反应方程式如下’：Fe+H202_÷Fe+OH一+·OH，(1)Fe。+H02—}Fe2+H+HO2·，(2)2HO2·+H202_÷02+·OH+H20，(3)·OH+Fe—}Fe+OH一，(4)Fe。

4、+HO2·—Fe十02+H，(5)·OH+H202HO2·+H20，(6)·OH+·OHH202，(7)·OH+organicpollutants---*degradedproductsorCO2+H2O．(8)传统Fenton试剂法是一种单独采用Fe“／H：0：体系氧化的方法，多用于有机物含量较低的废水处理和高浓度有机废水的预处理工艺中。Fenton试剂的研究受到人们的广泛关注。相对于其他的水处理方法，Fenton氧化法能够在反应过程中生成大量的非常活泼的羟基自由基]，·OH能够没有选择性地直接与染料废水中的有机物发生收稿日期：2014-10-15基金项目：国家自然科学基金(51o

5、o3olo)；吉林省科技发展计划项目(SKLSSM201132，20140101090JC)作者简介：贾若琨(1977一)，男，吉林省吉林市人，东北电力大学化学工程学院教授，主要研究方向：材料物理化学研究48东北电力大学学报第34卷氧化反应，并将废水中的有机物直接Fenton氧化降解为二氧化碳、水和无污染物，羟基自由基Fenton降解有机物的过程是一种物理一化学处理过程，反应过程可以加以控制，反应的速度很快，能在很短时间内达到处理的要求。从国内外的研究可以看出，非均相Fenton试剂的研究被广为关注，各种非均相Fenton试剂被用于降解偶氮染料、2，6一二甲基苯胺、多氯酚类、苯酚、罗

6、丹明B等有机物¨』。非均相Fenton体系适应的pH值范围通常为3—5，为了扩大其应用领域，人们不断的进行扩大适用pH值范围的研究。龙等成功地合成了非均相Fenton试剂Fe，O／CeO复合物，在pH值为4—5时能够有效地降解4一氯酚。Sun等研究了BiFeO磁性纳米颗粒降解罗丹明B，实验表明BiFeO磁性纳米颗粒对罗丹明B的总有机碳降解率可以达到85％以上，反应的pH值可升高到5．0”j。丁巍等研究了硫改性铁酸锌的光芬顿降解效果，实验结果表明在pH=6．0时，铁酸锌对活性KN-GR的总有机碳的去除率可达90％，而色度的去除率可以达到100％。1实验材料与方法1．1FeMnMg氧化物

7、的制备用硝酸铁、硝酸锰和硝酸镁制备FeMnMg氧化物纳米催化剂，在固定Fe、Mn、Mg三种元素中两种元素的摩尔比为1：1不变的情况下，改变另一种元素的摩尔比从0．5—3(每隔一组增加0．5)，将制备好的FeMnMg试样保存于离心管中备用。计算出Fe(NO3)。·9H：O(M=404．00)，Mn(NO3)2(M=178．95)，Mg(NO)：·6H：O(M=256．41)不同摩尔比所用的质量记录于下表(表1)，然后按照表1中数据用电子天平称量各药品的质量置