磁性納米顆粒催化NaClO 降解有機廢水研究

姚佳偉，楊慶峰，陸盛森，劉陽橋

（1. 中國科學院上海高等研究院綠色化學工程技術研究中心，上海201210；2. 中國科學院大學，北京100049； 3. 中國科學院上海硅酸鹽研究所，上海200050）

在當前對污水排放要求越來越嚴格的形勢下，如何使濃度高、 毒性大且又穩定的有機廢水如染料廢水達標排放受到廣泛關注。 對于這類廢水一般采用高級氧化工藝（AOPs）進行處理〔1〕。 但是傳統的AOPs 工藝復雜且成本高，為此研究人員開發了基于HClO/NaClO 的AOPs，其基本原理見反應式（1）〔2〕或式（2）〔3〕。其中，作為氧化劑的HClO/NaClO 的價格遠比雙氧水低，可使處理成本大大降低。 J. Behin 等〔4〕利用NaClO/Fe2+工藝處理高濃度試驗廢水，處理成本從Fenton 法的96.5 美元/t 降到48.4 美元/t，幾乎減少了1 倍；同時反應可以擴展至堿性條件下進行，提升了工藝適用范圍。但是在NaClO/Fe2+工藝中，存在需要額外紫外光和催化劑Fe2+損失等問題。 研究表明，對于傳統的AOPs 利用Fe3O4、納米零價鐵（NZVI）和α-Fe2O3等作為非均相催化劑， 可使得操作簡化和成本降低。 對此，本研究以共沉淀法制備了Fe3O4磁性納米顆粒（Fe3O4MNPs），將其作為非均相催化劑，探究了其催化NaClO 降解有機廢水的性能。另外，研究中發現鎳氧化物也能提高NaClO 的氧化能 力〔5-6〕， 因 此 以 水 熱 合 成 法 制 備 了NiFe2O4磁 性納米顆粒（NiFe2O4MNPs），將其與Fe3O4MNPs 進行了對比。

1 材料和方法

1.1 實驗藥品

六水合氯化鐵、對苯醌、異丙醇、亞甲基藍（MB），購于上海泰坦科技股份有限公司；六水合硫酸鎳、六水合硫酸亞鐵、次氯酸鈉、氫氧化鈉、硫酸，購于國藥集團化學試劑有限公司。以上藥品均為分析純。實驗中使用的水為蒸餾水。……