基于过氧化钙的类芬顿反应对亚甲基蓝的降解

2021-05-26钟书华伍梓芃宋功武

化学与生物工程 2021年5期

钟书华,伍梓芃,何瑜*,宋功武

(1.湖北省生态环境厅鄂州生态环境监测中心，湖北鄂州 436000； 2.湖北大学化学化工学院，湖北武汉 430062)

亚甲基蓝(Methylene Blue，MB)是一种常见的碱性染料，在医疗、印刷及纺织行业应用广泛，但其具有毒性，人体吸入后会产生头痛、恶心等不良反应，而且进入水体中会对环境造成污染。近年来，对水体中亚甲基蓝的降解处理一直备受关注。传统的降解方法主要有电化学法、光催化降解法、吸附法、膜分离法、微生物降解法等，但通常都很难将亚甲基蓝降解完全[1-3]。

层状双氢氧化物(LDH)是一种含有阴离子的层柱状结构化合物，其结构中均匀分布着两种金属离子，层间的阴离子具有很好的交换性能。在催化降解中，如果LDH中某种金属离子为活性的过渡金属离子时，将具有更好的催化性能与选择性，如含有Fe的LDH能够发生类Fenton反应，从而使降解完全[4-5]。

在类Fenton反应中，一般从H2O2中直接获得羟基自由基(·OH)，但H2O2并不稳定，很容易发生分解，最终导致利用率不高；且H2O2会污染环境[6]。研究表明，固态的CaO2在水介质中能缓慢释放H2O2和氧气，可以避免大量H2O2快速分解，改善水体氧环境[7-14]；且在通常情况下CaO2比较稳定，便于储存。因此，CaO2可作为类Fenton反应中H2O2的持续供源，减少对环境的不利影响。鉴于此，作者采用共沉淀法制备Cu-Zn-Fe型层状双氢氧化物(Cu-Zn-Fe-LDH)，并与CaO2进行复合，得到基于CaO2的Cu-Zn-Fe-LDH(Cu-Zn-Fe-LDH-CaO2)复合材料，通过XRD、FTIR、TEM对其进行表征；以亚甲基蓝为模型污染物考察复合材料的降解性能，对降解条件进行优化。