钛网表面Fe3O4/FeS2膜层制备及其类芬顿降解苯酚研究

摘要

为了拓宽类芬顿催化剂的pH适用范围、改善其有机污染物降解性能并解决其分离回收难的问题,本文采用易于大规模制备的电沉积法在钛网表面沉积了Fe3O4/FeS2固定化膜层.通过XRD、SEM及XPS等表征手段研究了所合成催化剂的相组成、形貌及表面元素价态.结果 显示,所合成的材料主要由Fe3 O4与FeS2物相组成,且膜层表面呈现由纳米片间相互交联形成的多孔网状结构.类芬顿降解苯酚性能表明,在0.20 mol/L硫源含量下所得膜层于pH 6.0、H2 O2含量6 mmol/L、苯酚初始质量浓度35 mg/L、反应温度30°C的条件下降解60 min,可将98％的苯酚去除.因而,Fe3O4/FeS2固定化膜层催化剂表现出优异的类芬顿催化活性.分析发现:材料较大的比表面积可增强传质,同时提供更多的活性位点参与苯酚降解;而催化剂表面键合的S22-可促进≡Fe3+/≡Fe2+以及Fe3 +/Fe2的氧化还原循环,同时,以硫酸根形式存在的硫物种可为类芬顿反应提供合适的酸性微环境,从而提高羟基自由基的产生速率及产生量,最终显著改善该催化剂在近中性条件下的催化活性.