氧化硅气凝胶负载铁酸钴活化过硫酸盐降解四环素的性能

摘要

为了解决目前过硫酸盐活化材料稳定性差、重复使用性能欠佳的问题,本文使用二氧化硅气凝胶固定CoFe₂O₄纳米颗粒,合成了一种具有高比表面积的多孔CoFe₂O₄/二氧化硅气凝胶复合材料（SCF）.采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、 X射线衍射仪、 X射线光电子能谱仪、电子顺磁共振波谱仪、傅里叶变换红外光谱仪和氮气吸附-脱附测试等手段对催化剂进行了表征.结果表明,二氧化硅气凝胶大大缓解了CoFe₂O₄纳米颗粒的团聚, CoFe₂O₄的负载在保留二氧化硅气凝胶高比表面积的同时,丰富了复合材料的孔隙结构.优化后的SCF在低负载（30%,质量分数）下,随着四环素（TC）浓度的上升，体系中的PMS分子消耗速率提高，降解效率逐渐降低.当TC浓度为25 mg/L时，去除率达到92.6%；当TC浓度50 mg/L时，在30 min的去除率依然超过80%，达到84.79%.通过猝灭实验确定SO₄^·-,¹O₂和^·O₄^-为催化反应中主要的活性物质,并推测了可能的反应机理和降解途径.复合材料还表现出优异的稳定性和pH耐受性.

关键词

氧化硅气凝胶 / 铁氧体 / 四环素 / 过硫酸盐 / 高级氧化技术