中空含锰四氧化三铁纳米催化剂的制备及其催化过氧化氢降解苯酚废水的研究

以N,N-二甲基甲酰胺、高锰酸钾、四水合氯化亚铁、十六烷基三甲基溴化铵为主要原料,采用水相置换法制备出中空含锰四氧化三铁纳米催化剂Fe3O4-Mn,研究催化剂用量、pH值、温度、过氧化氢用量对于催化降解苯酚的影响。结果表明,对250 mL浓度100 mg/L的PhOH模拟废水,当催化剂Fe 3O 4-Mn用量0.15 g、pH=3、20℃、H2O2用量2.5 mL,反应时间25 min时,催化降解苯酚效果最好,PhOH去除率可达93.13%,其反应符合准二级吸附动力学。

中空Fe3O4-PB复合纳米粒类Fenton催化降解苯酚

针对广泛存在于水体中的酚类污染物,本研究制备了磁性中空四氧化三铁(Fe3O4)纳米颗粒,在其表面包覆普鲁士蓝(PB)纳米壳层,记为Fe3O4-PB,利用Fe离子体系(Fe^2+,Fe^3+)的类芬顿(Fenton)效应降解水体中的苯酚污染物。首先对所得复合纳米粒子的理化性能及纳米酶性质进行表征,研究材料在H2O2存在条件下的Fenton效应,进而考察其对苯酚的降解移除以及循环使用性能。结果显示,Fe3O4-PB在H2O2存在的条件下能使3,3′,5,5′-四甲基联苯胺(TMB)发生显色反应,证明其具有纳米酶效应。此外,与辣根过氧化氢酶(HRP)相比,Fe3O4-PB在不同pH值、温度范围情况下均表现出更稳定高效的过氧化物模拟酶性能。同时Fe3O4因内核具有良好的磁响应性,在外加磁场辅助下,易于从反应体系中磁分离并进行循环利用,而经八次循环使用后,Fe3O4-PB仍保持约60%的活性,显示了良好的循环使用性能。