多金属掺杂尖晶石型催化剂制备及催化臭氧降解苯酚

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 LIU Yanfang;ZHANG Miaoyu;LIU Wenjia;YANG Mengxin;KONG Xinghua;REN Shaobo;WANG Chongpu;LI Huanhuan;LI Guixia

作者机构：河北科技大学环境科学与工程学院石家庄050018 河北科技大学建筑工程学院石家庄050018 河北协同水处理技术有限公司石家庄050000 

出 版 物：《安全与环境学报》 (Journal of Safety and Environment)

年 卷 期：2024年第24卷第10期

页      面：4052-4061页

核心收录：

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：河北省重点研发计划项目(21373602D) 

主　　题：环境工程学 催化臭氧氧化 苯酚 羟基自由基 单线态氧 

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_(2)O_(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^(1)O_(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_(2)O_(4)催化剂具有优异的催化稳定性和重复利用性。