CuO过硫氢钾体系催化氧化苯酚.docx

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1、CuO/过硫酸氢钾体系催化氧化苯酚吉飞1李朝林1*邓磊1徐超2(1.哈尔滨工业大学深圳研究生院土木与环境工程学院，深圳518055;2.深圳大学土木工程学院，深圳518055)摘要本论文通过直接沉淀法制备了CuO催化剂，结合过硫酸氢钾，在常温常压下催化氧化处理苯酚模拟废水。采用电子显微镜(SEM)、X射线粉末衍射(XＲD)对催化剂进行了表征，并研究了反应过程中各影响因素对降解效率的影响。实验结果表明，在催化剂用量为0.2g/L，氧化剂浓度为0.25g/L，pH值为7，反应时间为60min的条件下，浓度为50mg/L的苯酚降解率可达

2、100%，TOC去除率达84%。进一步实验表明，催化剂具有良好的重复使用能力。最后，通过自由基捕捉实验，考察了体系中的自由基种类，并根据实验结果，讨论了CuO/过硫酸氢钾体系的催化降解机理。关键词CuO过硫酸氢钾催化氧化苯酚中图分类号Z703．1文献标识码A文章编号1673-9108(2014)01-0027-05CatalyticoxidationofphenolbyCuO/peroxymonosulfatesystemJiFei1LiChaolin1DengLei1ChaoXu2(1.SchoolofCivilandEnvir

3、onmentalEngineering，HarbinInstituteofTechnologyShenzhenGraduateSchool，Shenzhen518055，China;2.CollegeofCivilEngineering，Shenzhenuniversity，Shenzhen518055，China)AbstractCuOparticlesweresynthesizedbydirectprecipitationmethodandwereusedtoactivateperoxymonosulfate(PMS)forc

4、atalyticoxidationofphenolatambientconditions．Thecatalystwascharacterizedbyscanningelectronmicroscopy(SEM)andX-raydiffraction(XＲD)．Theeffectsofseveralparametersonthedegradationefficiencyoftheprocesswereinvestigated．Theresultsshowthat100%decompositionand84%TOCremovalofp

5、henol(50mg/L)couldbeachievedwithin60minundertheoptimumconditions(initialPMSconcentrationof0.25g/L，catalystsdosageof0.2g/L，andinitialsolutionpH7)．Moreover，thecatalystwasdemonstratedtohavegoodreusability．Ｒadicalquenchingstudieswereconductedtoclassifythetypeofactiveradic

6、alspresentinthereaction．Basedontheresults，areasonablemechanismwasinvestigatedtointerpretthecatalyticdegradationprocess．KeywordsCuO;peroxymonosulfate;catalyticoxidation;phenol随着社会的高速发展，有机污染物对环境的破坏日益严重，已经危及到人类的生存。催化氧化技术可利用其体系中产生的强氧化自由基，快速氧化分解有机污染物，是极具应用前景的有机废水处理方法［1］。芬顿

7、(Fenton)试剂法是现阶段研究最为广泛的催化氧化技术。该体系利用Fe2+和H2O2来产生羟基自由基，对有机物进行氧化［2，3］。芬顿试剂法也有其固有的缺点，它要求pH在3左右，因此需要加酸调节;为达到较好的效果要消耗大量的H2O2和亚铁离子，从而产生大量铁泥沉淀［4，5］。硫酸根自由基(SO－4·)的氧化能力要高于传统芬顿试剂法的羟基自由基(·OH)，因而可以氧化大部分难降解有机物［6］。常温常压条件下，基于硫酸根自由基的高级氧化技术，其处理有机废水的适用条件宽泛，时间短，效率高［7］。目前，PMS催化研究较多的是均相和非均相

8、的Co/PMS体系［8，9］。Co2+/过硫酸氢钾(PMS)体系在pH=3的条件下对2，4-二氯苯酚的降解率高于Fenton法，且可在pH3～8的范围内保持高催化效率［10］。由于钴属于稀有元素，利用常见元素开发新的PMS催化剂成为一个重要的方向。