鐵酸錳納米材料的制備及其對直接黑38的類芬頓催化降解研究

高 佳，李 娜，方 雪，楊紹貴

(南京大學環境學院污染控制與資源再利用國家重點實驗室，南京 210023)

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· 試驗研究 ·

鐵酸錳納米材料的制備及其對直接黑38的類芬頓催化降解研究

高 佳，李 娜，方 雪，楊紹貴

(南京大學環境學院污染控制與資源再利用國家重點實驗室，南京 210023)

通過水熱法制備了類芬頓(Fenton)催化劑鐵酸錳(MnFe2O4)納米粒子。通過X射線衍射儀(XRD)、掃描電鏡(SEM)和X射線光電子能譜儀(XPS)對材料進行了表征。研究了此類Fenton法對難降解偶氮染料直接黑38(DB-38)的降解效果，并對反應動力學及材料的穩定性進行了研究。分析了可能產生的活性物質和降解產物，推測了降解的機制和路徑。結果表明，直接黑38(20mg/L)可以被快速、有效的降解，5min后可達到90%的降解率和62%的總有機碳(TOC)去除率。降解過程為一級反應動力學，速率常數為0.36 min-1。羥基自由基(·OH)是最主要的活性基團，偶氮鍵被·OH攻擊后，中間產物逐漸分解，成為更易揮發的小分子物質。研究表明MnFe2O4是一種有效的類Fenton試劑，在廢水處理中有廣闊的應用前景。

鐵酸錳；直接黑38；類芬頓(Fenton)反應；機制

1 前 言

偶氮染料占了全世界制造的染料的70%。與自然染料相比[1～3]，其具有成本低廉、穩定性強以及顏色多樣等優點，因而廣泛應用于紡織、造紙、化妝品、醫藥、食品等行業。偶氮染料具有一個或多個偶氮鍵(-N=N-)，是最穩定的物質之一[4-5]。由于其使用量大，在生產過程中會產生大量的工業廢水[6]，而且偶氮染料在分解過程中經常會釋放幾種類型的芳香胺，從而對人類和環境造成危害[7～9]。……