γ-MnOOH和CuO催化過硫酸鹽氧催化苯酚機制的研究.pdf

1、近年來，基于硫酸根自由基的高級氧化技術受到了研究學者的關注，該技術在工業(yè)有機廢水處理領域體現(xiàn)出了良好的應用前景。本研究采用不同過渡金屬氧化物催化過硫酸鹽(PS)降解苯酚，分別研究了它們對苯酚污染物的催化氧化效果及機制。
　　我們首先研究基于Mn(Ⅲ)的（羥基）氧化物的催化效果，實驗結(jié)果表明，在三氧化二錳(Mn2O3)、四氧化三錳(Mn3O4)、水錳礦(γ-MnOOH)在內(nèi)的三種錳氧化物中，γ-MnOOH能更好地催化PS氧化苯酚污染

2、物。360 min內(nèi)，γ-MnOOH在全pH范圍均可有效催化氧化含酚廢水且去除率達到80％以上，苯酚降解速率的順序是:pH11.0(2.57×10-1 min-1)＞pH7.0(7.0×10-3 min-1)＞pH3.0(4.7×10-3min-1)。此外，苯酚的去除機制與溶液pH值有關，通過自由基掩蔽及電子自旋共振實驗結(jié)果證明了在pH11.0時，γ-MnOOH活化PS產(chǎn)生SO4·-，且SO4·-在堿性環(huán)境中與OH反應并轉(zhuǎn)化為·OH，兩

3、種自由基的產(chǎn)生對苯酚降解起到了主要作用;在pH3.0條件下，γ-MnOOH自身的氧化能力及其與PS生成的中間氧化物三Mn(Ⅲ)--3OSOOSO3-均可降解苯酚;在pH7.0時，γ-MnOOH與PS生成的中間氧化物≡Mn(Ⅲ)--3OSOOSO3-起到了主導作用。
　　氧化銅在酸性和中性條件下催化PS氧化污染物的研究已有報道，但在堿性條件下還沒有作為催化劑催化氧化含酚廢水的研究。本文深入研究了pH11.0條件下，CuO催化PS氧化

4、苯酚廢水的能力，180 min內(nèi)苯酚的去除率達到了100％。通過實驗和表征方式，我們發(fā)現(xiàn)≡Cu(Ⅱ)表面與苯酚接觸后發(fā)生氧化還原反應生成了≡Cu(Ⅰ)，≡Cu(Ⅰ)或≡Cu(Ⅱ)與PS進一步反應生成了SO4·-和高價態(tài)中間氧化物≡Cu(Ⅲ)。掩蔽實驗進一步證明，具有強氧化性的Cu(Ⅲ)對苯酚降解起到主導作用。三輪過后，CuO催化氧化苯酚的去除率仍可達90％以上，表明其具有良好的重復使用性。
　　本研究對于過渡金屬氧化物催化PS提供