Co_(3)O_(4)催化臭氧氧化降解水中酮基布洛芬的研究

作     者：王箫 马维超 赵雷 刘志伦 马军 常鹏 WANG Xiao;MA Weichao;ZHAO Lei;LIU Zhilun;MA Jun;CHANG Peng

作者机构：黑龙江大学建筑工程学院黑龙江哈尔滨150080 哈尔滨工业大学结构工程灾变与控制教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150090 哈尔滨工业大学土木工程智能防灾减灾工业和信息化部重点实验室黑龙江哈尔滨150090 哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室黑龙江哈尔滨150090 

出 版 物：《工业水处理》 (Industrial Water Treatment)

年 卷 期：2023年第43卷第7期

页      面：94-103页

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2017YFA0207203) 黑龙江省自然科学基金面上项目(E2017043) 黑龙江省高校基本科研业务费科技创新类项目(KJCX201822) 

主　　题：非均相催化氧化 臭氧氧化 四氧化三钴 酮基布洛芬 

摘      要：以Co(NO_(3))_(2)·6H_(2)O和尿素为原料制备了9种Co_(3)O_(4)催化材料,考察了其对水中酮基布洛芬(KTP)的催化臭氧氧化降解效能。结果表明,与单独臭氧氧化相比,所制备的Co_(3)O_(4)对水中KTP的催化臭氧氧化降解率提高了12.0%~63.8%,且在n〔Co(NO_(3))_(2)·6H_(2)O〕∶n(尿素)=4∶1、煅烧温度400℃下制备得到的Co_(3)O_(4)催化剂催化活性最高。SEM、XRD、FTIR、XPS、BET等表征分析显示,该Co_(3)O_(4)催化剂表面呈覆盖细小微粒的球状颗粒,晶相为立方相,且表面含有丰富的羟基,表面羟基密度为1.075×10^(-5) mol/m^(2)。机理研究证实,Co_(3)O_(4)对水中KTP的非均相催化臭氧氧化降解遵循羟基自由基(·OH)氧化机理,表面羟基作为催化剂活性位点促进了臭氧分解,提高了臭氧转移率和利用率,强化了新生活性物种·OH的生成,增强了对KTP的去除。KTP的氧化降解经历了芳环的羟基化、苯环裂解、双键加成及脂肪族链式化合物的氧化,最终被矿化为CO_(2)和H_(2)O。