膨潤土/Fe3O4/Fe0復合催化劑的制備及其催化性能

張 寧，陳維雨思，許修遠，周 露，屠國鑫，張宇峰

（南京工業大學環境科學與工程學院，江蘇南京211800）

Fenton氧化技術相比于其他廢水處理技術具有操作簡單、反應條件溫和、催化效率高等優點，具有極大的應用潛力〔1〕。但傳統的Fenton氧化技術存在著不容忽視的缺點:pH應用范圍窄，反應過程中會析出大量的鐵離子，鐵離子難以回收且產生大量鐵污泥，易造成二次污染〔2-3〕。因此，非均相Fenton催化劑成為研究的熱點。

Fe3O4作為非均相Fenton法處理廢水的常規催化劑，因具有廉價易得、催化效率高、超順磁性等特點而備受青睞〔4〕。Fe3O4屬于反尖晶石晶體結構，在其晶格中存在著2種不同價態的等效陽離子（Fe2+和Fe3+），而Fe2+在類Fenton反應中起著提供電子和引發反應的重要作用〔5〕；同時有些晶格點的占位由這2種等效陽離子共同組成，電子能夠在Fe2+和Fe3+之間自由轉移，使得Fe3O4具有獨特的催化性能〔6-8〕。

相比普通單體的Fe3O4或Fe0催化劑，Fe3O4-Fe0復合催化劑的處理效果顯著提升，但該催化劑本身仍存在嚴重的團聚現象，這大大影響了催化劑的使用效率〔9-11〕，由此構選制備膨潤土/Fe3O4/Fe0復合催化劑。膨潤土良好的空間結構適宜離子的附著，并且易于離子價態的交換。Fe3O4與Fe0都可以為催化反應提供電子，同時附著在膨潤土上，不僅能減緩團聚現象，Fe0還能夠促進Fe3O4中Fe2+和Fe3+的轉移，從而可大大提高催化氧化效率，減少H2O2的使用量，提升反應速率〔12-13〕。

本研究通過氧化共沉淀法制備出膨潤土/Fe3O4/Fe0復合催化劑，并將其作為非均相類Fenton催化劑應用于高效氟氯氰菊酯農藥模擬廢水的降解，探究了制備的催化劑對該廢水的催化降解效果及催化劑的重復利用效率?！?br>