改性磁铁矿/H2O2非均相类Fenton体系催化降解橙黄II的研究
2018-07-13荆王松王长智梅荣武史惠祥徐峰
荆王松,王长智,梅荣武,史惠祥,徐峰
(1. 浙江大学 环境与资源学院, 浙江 杭州 310058; 2. 浙江省环境保护科学设计研究院, 浙江 杭州 310007; 3. 嘉兴市绿野环境工程有限公司, 浙江 嘉兴 314000)
高级氧化工艺(AOPs)因操作简单、处理效果高被广泛应用于难降解有毒有害的废水处理中. Fenton氧化技术作为AOPs中应用最广泛的技术之一,由于体系中Fe2+和H2O2能在酸性条件下生成具有强氧化性(氧化还原电位为3.08 eV,仅次于氟[1])的羟基自由基(·OH),在难降解污染物的处理中优势明显. 传统均相Fenton反应体系受限于狭窄的pH反应范围,需要大量双氧水产生羟基自由基(·OH),使生成的大量含铁污泥产生二次污染[2]. 为了克服Fenton反应中形成的大量铁泥对反应的影响,提高催化剂的重复利用率,非均相催化剂成了研究热点[3-4]. 其中,铁基固体在中性pH条件下表现出较高的催化活性[5],研究表明,磁铁矿(Fe3O4)能催化H2O2生成可高效降解污染的·OH[6-8],此研究已引起广泛关注.
Fe3O4具有稳定的八面体间隙结构,可使Fe2+和Fe3+在同一结构中被氧化还原. 但是非纳米尺度的Fe3O4粒子比表面积小,在水中分散性差,制约了Fe3O4粉末在实际水处理中的应用. 为了克服这一缺陷,研究者们采用不同的物化手段对Fe3O4粉末进行表面改性. 贾成科等[9]利用SiO2的表面包覆改性制备的Fe3O4磁性颗粒,借助SiO2的空间位阻限制磁性颗粒的团聚. 林建伟等[10]利用阳离子表面活性剂改性Fe3O4-沸石复合材料,对水中刚果红具有良好的去除效果. 武荣成等[11]利用Fe(OH)3对Fe3O4表面进行包覆改性,在提高其比表面……