陳英波，劉思然，王傳風(fēng)，楊 康，孫 雷，徐蛟鵬

（1.天津工業(yè)大學(xué) 省部共建分離膜與膜過程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300387；2.天津工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，天津 300387）

近年來，高級氧化技術(shù)引起人們極大的興趣，被認(rèn)為是降解污染物的首選方法。Fenton氧化是高級氧化技術(shù)中被廣泛使用的一種，它具有反應(yīng)速度快、處理效果好和操作過程簡單等優(yōu)點(diǎn)，是目前染料廢水處理領(lǐng)域很有應(yīng)用前景的技術(shù)之一[1]。Fenton氧化的反應(yīng)機(jī)理較為復(fù)雜，并且各種反應(yīng)參數(shù)會影響整個(gè)氧化過程的效率。Fenton氧化可分為均相Fenton氧化和非均相Fenton氧化。非均相Fenton氧化可以克服均相Fenton氧化的缺點(diǎn)，在反應(yīng)過程中表現(xiàn)出氧化效率高、比表面積大、H2O2分解速率慢、抗酸溶液能力較強(qiáng)和可回收利用等優(yōu)點(diǎn)[2]。非均相Fenton氧化的反應(yīng)機(jī)理是利用催化劑的催化活性位點(diǎn)和雙氧水反應(yīng)產(chǎn)生的活性極強(qiáng)的羥基自由基（·OH）和有機(jī)物反應(yīng)，將廢水中的有機(jī)污染物氧化降解成無毒或低毒的小分子物質(zhì)，甚至可降解成二氧化碳和水，達(dá)到完全礦化的效果。因此，設(shè)計(jì)出具有高穩(wěn)定性和高活性的非均相Fenton催化劑是一件非常具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)[3]。

如今，隨著納米技術(shù)的發(fā)展，磁鐵礦（主要成分為Fe3O4）納米粒子作為非均相Fenton催化劑被廣泛研究。磁鐵礦是一種混合價(jià)態(tài)的鐵氧化物，同時(shí)含有Fe2+和Fe3+[4-5]。Fe3O4具有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性、良好的生物相容性和生物降解性等優(yōu)點(diǎn)[6-7]。根據(jù)Haber-Weiss理論可知，F(xiàn)e3O4中的Fe2+在Fenton反應(yīng)中起著重要作用，F(xiàn)e2+可通過Fe3+和H2O2之間的反應(yīng)再生，在非均相Fenton反應(yīng)中也具有有效的催化作用[8]。同時(shí)，F(xiàn)e3O4在各種有機(jī)污染物中顯示出較穩(wěn)定的催化性能[9-11]。

單純鐵基氧化物的活性物質(zhì)易溶解到反應(yīng)溶液中，特別是經(jīng)多次循環(huán)使用后，會導(dǎo)致催化劑的活性下降，溶解的鐵離子會造成嚴(yán)重的二次污染[12]。因此，將Fe3O4納米粒子固定在載體中作為非均相Fenton催化劑，有利于催化劑的回收和重復(fù)使用[13]。載體可以選擇有機(jī)和無機(jī)材料，如分子篩[14]、氧化硅[15]、多孔高分子化合物和多孔碳材料[16]。聚偏氟乙烯（PVDF）是一種白色粉末狀并具有花瓣半結(jié)晶結(jié)構(gòu)的高聚物，分子質(zhì)量在40~60 ku之間，屬于熱塑性含氟聚合物，具有出色的熱穩(wěn)定性、耐化學(xué)性、抗氧化性和良好的抗污染能力[17-18]，適用于廢水處理。

本文選擇PVDF為載體，將Fe3O4納米粒子負(fù)載在聚合物纖維上，采用濕法紡絲制備非均相Fenton催化劑，以羅丹明B（RhB）模擬廢水作為氧化的處理對象，研究Fe3O4納米粒子的負(fù)載量以及反應(yīng)參數(shù)對催化劑催化活性的影響。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)備

實(shí)驗(yàn)材料：NaOH，天津市大陸化學(xué)試劑廠產(chǎn)品；PVDF，天津市膜天膜科技股份有限公司產(chǎn)品；FeSO4·7H2O、FeCl3·6H2O，上海阿拉丁生化科技股份有限公司產(chǎn)品；氨水、過氧化氫、正丁醇、濃鹽酸，均為天津市風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司產(chǎn)品；羅丹明B、亞甲基藍(lán)、甲基橙、分散黑9、剛果紅、聚乙烯吡咯烷酮（PVP），均為天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所產(chǎn)品；N，N-二甲基乙酰胺（DMAC）、聚乙二醇-10000（PEG-10000），天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司產(chǎn)品。

實(shí)驗(yàn)設(shè)備：FA2104型電子天平，上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品；ZD-2型自動(dòng)電位滴定儀，上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司產(chǎn)品；KQ2200DB型超聲波清洗器，昆山市超聲儀器有限公司產(chǎn)品；LSP04-1A型注射泵，保定蘭格恒流泵有限公司產(chǎn)品；DHG-9070A型電熱鼓風(fēng)干燥箱，上海一恒科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品；UV-1100型紫外分光光度計(jì)，上海美普達(dá)儀器有限公司產(chǎn)品；D8 Advance型X射線衍射儀，德國Bruker AXS公司產(chǎn)品；7610f和7900型掃描電子顯微鏡，日本電子株式會社產(chǎn)品；K-Alpha型X射線光電子能譜儀，深圳賽默飛世爾科技有限公司產(chǎn)品；Agilent 7700X& Agilent 7800型電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（ICP-OES/MS），美國安捷倫科技有限公司產(chǎn)品；EMXmi-cro-6/1/P/L型順磁共振波譜儀，德國布魯克光譜儀器公司產(chǎn)品；NOVA4200e型四站全自動(dòng)比表面積和孔隙度分析儀，美國安東帕康塔公司產(chǎn)品。

1.2 Fe3O4納米粒子的合成

將FeCl3·6H2O（49 mmol）和FeSO4·7H2O（98 mmol）加入到100 mL超純水中。待其完全溶解后，升溫至80℃，通入氮?dú)猓∟2）除氧30 min。隨后向上述溶液中迅速加入50 mL NH3·H2O，反應(yīng)30 min。反應(yīng)完全后將產(chǎn)物放入離心機(jī)中以8 000 r/min離心10 min，將離心后得到的Fe3O4納米粒子洗滌5次后放入烘箱中于60℃干燥24 h，最終獲得磁性Fe3O4納米粒子。

1.3 Fe3O4/PVDF纖維的制備

將一定量的Fe3O4（質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0、3%、7%、15%和20%）納米粒子放入盛有DMAC的三口燒瓶中，在室溫下超聲45 min，使其分散均勻以避免團(tuán)聚。然后，升溫至60℃，向上述溶液中加入PVDF（質(zhì)量分?jǐn)?shù)16%）在280 r/min下機(jī)械攪拌1 h；調(diào)速至320 r/min后依次向上述溶液中加入添加劑PVP（質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%）和PEG-10000（質(zhì)量分?jǐn)?shù)4%），機(jī)械攪拌10 h；使之充分溶解后真空脫泡3 h，最終獲得均勻的紡絲液。

圖1為實(shí)驗(yàn)室自制的Fe3O4/PVDF纖維制備裝置示意圖。

圖1 Fe3O4/PVDF纖維的制備示意圖Fig.1 Schematic diagram of preparation of Fe3O4/PVDF fiber

本實(shí)驗(yàn)采用單孔針頭作為紡絲噴絲頭，其外徑為1.5 mm，采用濕法紡絲法制備纖維。將紡絲液倒入50 mL的注射器中，隨后將注射器放置在注射泵上，擠出速率為3 mL/min，針頭水平放置在去離子水凝固浴中。將所得纖維放置在去離子水中24 h以去除纖維中多余的溶劑，然后在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的甘油水溶液中浸泡24 h，最后取出在室溫下晾干即可。

1.4 Fe3O4納米粒子和Fe3O4/PVDF纖維的結(jié)構(gòu)表征

采用X射線衍射儀分析Fe3O4納米粒子和Fe3O4/PVDF纖維的成分和晶體結(jié)構(gòu)，加速電壓為40 kV，電流為40 mA，衍射角范圍為10°~80°，速率為1°/min；采用四站全自動(dòng)比表面積和孔隙度分析儀測試?yán)w維的比表面積和孔結(jié)構(gòu)，其中氮?dú)夥諟囟葹?7 K；采用掃描電子顯微鏡觀察Fe3O4納米粒子形貌和Fe3O4/PVDF纖維斷面的微觀結(jié)構(gòu)及形貌；采用X射線光電子能譜儀分析纖維的元素組成及化學(xué)價(jià)態(tài)；采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀檢測Fe3O4/PVDF纖維在溶液中浸出的鐵離子濃度；采用順磁共振波譜儀測試Fenton反應(yīng)中的羥基自由基，以二甲基吡啶N-氧化物DMPO作為捕捉劑；采用紫外分光光度儀測試羅丹明B溶液吸光度的變化。

1.5 Fe3O4/PVDF纖維的催化性能測試

催化性能測試在室溫下進(jìn)行，使用250 mL的燒杯作為反應(yīng)容器，pH值由HCl和NaOH調(diào)節(jié)，經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)確定降解的最佳反應(yīng)參數(shù)。在降解實(shí)驗(yàn)中，將Fe3O4/PVDF纖維放入一定pH值的羅丹明B（RhB）溶液中，隨后加入H2O2。每隔10 min使用紫外分光光度儀測試溶液中溶質(zhì)濃度的變化，從而計(jì)算出RhB染料的降解率（η）：

式中：Ct為反應(yīng)過程中t時(shí)刻溶液內(nèi)RhB的質(zhì)量濃度（mg/L）；C0為初始溶液中RhB的質(zhì)量濃度（mg/L）。

一級動(dòng)力學(xué)又稱線性動(dòng)力學(xué)過程，是指反應(yīng)速率與系統(tǒng)中反應(yīng)物含量的一次方成正比的反應(yīng)，其微分方程如下：

式中：V為反應(yīng)速率（mol/（L·min））；t為反應(yīng)時(shí)間（min）；k為一級速率常數(shù)（min-1）。將式（2）積分得：

將式（3）改為常用對數(shù)式，可得：

將降解數(shù)據(jù)代入式（4），可擬合RhB降解反應(yīng)的一級動(dòng)力學(xué)模型。

2 結(jié)果與討論

2.1 Fe3O4納米粒子和Fe3O4/PVDF纖維的微觀形貌

Fe3O4納米粒子和Fe3O4/PVDF纖維的微觀形貌如圖2所示。

圖2 Fe3O4納米粒子和Fe3O4/PVDF纖維的SEM圖像Fig.2 SEM graphs of Fe3O4 nanoparticle and Fe3O4/PVDF fibers

由圖2可知，F(xiàn)e3O4納米粒子呈球形，表面光滑，粒徑在20~50 nm；Fe3O4納米粒子負(fù)載質(zhì)量分?jǐn)?shù)從0增加到7%時(shí)，纖維指狀孔的貫通性增強(qiáng)；Fe3O4納米粒子負(fù)載質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加到20%時(shí)，纖維指狀孔的貫通性會降低，指狀孔數(shù)目也會有所減少。這是由于隨著負(fù)載量的增加，粒子會堵住纖維的孔通道，導(dǎo)致孔的貫通性降低。對比發(fā)現(xiàn)，當(dāng)Fe3O4納米粒子負(fù)載質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7%時(shí)，纖維結(jié)構(gòu)的規(guī)整性最好。

2.2 Fe3O4/PVDF纖維的X-射線衍射分析

對Fe3O4/PVDF纖維和Fe3O4納米粒子進(jìn)行X射線衍射表征，結(jié)果如圖3所示。

由圖3可知，PVDF的最強(qiáng)峰2θ在21°左右，F(xiàn)e3O4/PVDF纖維中2θ在21°左右處也有強(qiáng)峰，這表明Fe3O4納米粒子的負(fù)載對PVDF的晶體類型影響不大。Fe3O4納米粒子的衍射峰出現(xiàn)在2θ=30.1°、35.4°、43.1°、53.3°、56.9°和62.5°處，分別對應(yīng)立方晶Fe3O4的（220）、（311）、（400）、（422）、（511）和（400）晶面。合成后的Fe3O4具有高純度，未發(fā)現(xiàn)其他物質(zhì)的衍射峰。對比Fe3O4納米粒子的X射線衍射譜圖，不同F(xiàn)e3O4負(fù)載量的Fe3O4/PVDF纖維的X射線衍射譜圖與之出現(xiàn)同樣的衍射峰，其衍射峰強(qiáng)度隨著Fe3O4負(fù)載量的增加而增強(qiáng)。由此表明，F(xiàn)e3O4/PVDF纖維中成功負(fù)載了Fe3O4納米粒子。

圖3 不同F(xiàn)e3O4負(fù)載量的Fe3O4/PVDF纖維的XRD譜圖Fig.3 XRD patterns of Fe3O4/PVDF fiber with different Fe3O4 loading

2.3 Fe3O4/PVDF纖維的X-射線光電子能譜分析

圖4為Fe3O4納米粒子和7%Fe3O4/PVDF纖維表面的XPS光電子能譜圖。

圖4 Fe3O4/PVDF纖維的XPS光譜Fig.4 XPS spectrum of Fe3O4/PVDF fiber

由圖4（a）XPS能譜的全譜圖可知，F(xiàn)e3O4納米粒子中有2個(gè)峰，分別對應(yīng)于Fe 2p和O 1s峰；7%Fe3O4/PVDF纖維有5個(gè)峰，分別對應(yīng)N 1s、Fe 2p、F 1s、O 1s和C 1s峰。7%Fe3O4/PVDF纖維XPS能譜的全譜圖中C 1s、O 1s、F 1s、N 1s和Fe 2p的結(jié)合能分別為286.34、531.25、688.38、400.44和710.53 eV。由圖4（b）可知，在7%Fe3O4/PVDF纖維的高分辨率Fe 2p譜中，可觀察到2個(gè)明顯的峰Fe 2p3/2和Fe 2p1/2，結(jié)合能分別為710.45和724.04 eV。進(jìn)一步證明了Fe3O4/PVDF纖維中成功的負(fù)載了Fe3O4納米粒子。同時(shí)，2個(gè)主峰可以分為3種不同類型的峰：Fe2+的峰在709.98和723.6 eV；Fe3+在712.25和725.63 eV；還有2個(gè)弱衛(wèi)星峰在733.51和718.58 eV。

2.4 Fe3O4/PVDF纖維的孔結(jié)構(gòu)分析

在77 K下，N2吸附-解吸等溫線確定了7%Fe3O4/PVDF纖維的比表面積和孔結(jié)構(gòu)，如圖5所示。

圖5 7%Fe3O4/PVDF纖維的N2吸附-解吸等溫線和介孔尺寸分布Fig.5 N2 adsorption-desorption isotherm and mesopore size distribution of 7%Fe3O4/PVDF fiber

由圖5（a）可知，7%Fe3O4/PVDF纖維的N2吸附-解吸等溫線為IV型，這表明纖維中存在介孔結(jié)構(gòu)（2~50 nm），7%Fe3O4/PVDF纖維的比表面積為13.895 m2/g。通過Barrett-Joyner-Halenda（BJH）方法計(jì)算的孔徑分布揭示了7%Fe3O4/PVDF纖維的介孔性，由圖5（b）可知，其孔徑主要分布在2~10 nm范圍內(nèi)。對于非均相Fenton反應(yīng)，許多研究人員發(fā)現(xiàn)介孔結(jié)構(gòu)可為催化氧化提供更多的催化活性位點(diǎn)和吸附界面，因此，更適合于合成染料的降解[19]。

2.5 Fe3O4/PVDF/H2O2體系中主要的反應(yīng)氧化物分析

采用順磁共振波譜分析儀測定Fe3O4/PVDF/H2O2體系中主要的反應(yīng)氧化物（ROS），采用DMPO作為自由基的捕捉劑，自旋捕獲DMPO-·OH加合物的ESR波譜如圖6所示。

由圖6可見，F(xiàn)e3O4/PVDF/H2O2體系中，可以觀察到DMPO-·OH加合物的4重特征峰，其峰強(qiáng)度1∶2∶2∶1。在反應(yīng)體系中僅有H2O2時(shí)，ESR譜圖中DMPO-·OH加合物的特征峰強(qiáng)度較弱。在2個(gè)反應(yīng)體系中均可以觀察到DMPO的氧化峰信號。為了進(jìn)一步確定·OH是主要反應(yīng)氧化物，利用異丙醇作為·OH的清除劑，測定·OH對RhB降解的影響，結(jié)果如圖7所示。

圖6 7%Fe3O4/PVDF纖維在Fenton反應(yīng)中生成的DMPO-ROS加合物的ESR譜圖Fig.6 ESR spectrum of DMPO-ROS adducts generated from Fenton reactions of 7%Fe3O4/PVDF fiber

圖7 7%Fe3O4/PVDF/H2O2體系下異丙醇對RhB降解的影響Fig.7 Effect of isopropanol on degradation of RhB under 7%Fe3O4/PVDF/H2O2 system

由圖7可知，當(dāng)Fe3O4/PVDF/H2O2體系中加入少量異丙醇時(shí)RhB降解率會降低，這也進(jìn)一步表明了該體中·OH是主要的反應(yīng)氧化物。

不同實(shí)驗(yàn)體系對RhB降解率的影響，如圖8所示。

圖8 不同實(shí)驗(yàn)體系對RhB的降解效果Fig.8 Degradation effect of different experimental systems for RhB

由圖8可知，在沒有7%Fe3O4/PVDF纖維的情況下，RhB幾乎不會被H2O2氧化降解。在7% Fe3O4/PVDF纖維單獨(dú)存在時(shí)，僅發(fā)生吸附，對RhB的吸附率為66%。在Fe3O4/PVDF/H2O2體系下，RhB的降解率為97.14%，高出吸附率31.14%。這是因?yàn)樵诜磻?yīng)中形成了Fenton系統(tǒng)，7%Fe3O4/PVDF纖維促進(jìn)了H2O2的分解生成·OH，從而使RhB降解。

2.6 反應(yīng)參數(shù)對Fe3O4/PVDF纖維催化性能的影響

Fenton反應(yīng)受到Fe3O4負(fù)載量、初始溶液的初始pH值和H2O2用量的影響。反應(yīng)參數(shù)對催化活性的影響如圖9、圖10所示。

圖9 反應(yīng)條件對Fe3O4/PVDF纖維降解RhB性能的影響Fig.9 Effect of reaction conditions on degradation performance of Fe3O4/PVDF fiber for RhB

在所有實(shí)驗(yàn)條件下，RhB的降解均遵循擬一級反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。在Fe3O4/PVDF/H2O2體系下，研究Fe3O4負(fù)載量對RhB降解的影響。由圖9（a）和圖10（a）可知，當(dāng)Fe3O4負(fù)載量從3%升高到7%時(shí)，k從2.2×10-2min-1到2.9×10-2min-1，RhB的 降 解 率 從94.44%升 高 到97.14%。這是因?yàn)榇呋钚晕稽c(diǎn)的增加會促進(jìn)·OH的生成，從而加快RhB降解。然而，當(dāng)Fe3O4負(fù)載量增加到20%時(shí)，RhB的降解率沒有增加反而降低，k降低至2.3×10-2min-1，主要原因是過量的催化活性位點(diǎn)會消耗·OH，降低降解效率。

圖10 反應(yīng)條件對RhB降解動(dòng)力學(xué)的影響Fig.10 Effects of reaction conditions on kinetics of RhB degradation

在Fe3O4/PVDF/H2O2體系下，研究H2O2用量對RhB降解的影響。由圖9（b）和圖10（b）可知，在Fe3O4/PVDF/H2O2體系下，當(dāng)H2O2用量從24 mmol/L升高到98 mmol/L時(shí)，k從1.7×10-2min-1升高到2.9×10-2min-1，RhB的降解率從89.3%升高到97.14%。這是因?yàn)殡S著H2O2用量的增加，會產(chǎn)生很多的·OH促進(jìn)Fenton反應(yīng)的進(jìn)行，從而加快RhB的降解。然而，繼續(xù)增加雙氧水的濃度到120 mmol/L時(shí)，k降低至2.3×10-2min-1，RhB的降解率會降低。這可能是由于過量的H2O2清除了·OH，形成了較少的·OOH等物種，而·OOH對有機(jī)污染物的降解能力較弱。

在Fe3O4/PVDF/H2O2體系下，研究初始溶液的初始pH值對RhB降解的影響。pH值在2.49~10.13范圍內(nèi)，評估Fe3O4/PVDF/H2O2體系中RhB的降解情況。由圖9（c）和圖10（c）可知，7%Fe3O4/PVDF在pH=4.14時(shí)催化活性最高，2 h內(nèi)降解率達(dá)到97.14%，此時(shí)，RhB在pH=4.14時(shí)的擬一級動(dòng)力學(xué)常數(shù)k為2.85×10-2min-1。在pH值較低時(shí)RhB的降解率要高于在pH值較高時(shí)的降解率，這可能是因?yàn)镠2O2在堿性條件下不穩(wěn)定，會被分解成O2和H2O。

綜上所述，F(xiàn)e3O4/PVDFH2O體系下最佳催化反應(yīng)參數(shù)為：Fe3O4納米粒子負(fù)載量為7%、H2O2用量為98 mmol/L和溶液的初始pH值為4.14。在此條件下，120 min內(nèi)對RhB的降解率為97.14%。

2.7 Fe3O4/PVDF纖維對不同染料的降解效果

圖11為7%Fe3O4/PVDF纖維對羅丹明B（RhB）、甲基橙（MO）、亞甲基藍(lán)（MB）、剛果紅（CR）和分散黑9（DB9）等不同染料的降解效果。

圖11 7%Fe3O4/PVDF纖維對不同染料的降解效果Fig.11 Degradation effect of 7%Fe3O4/PVDF fiber for different dyes

由圖11可知，染料的電荷性會影響纖維的降解效率，對帶正電的染料（RhB、MO和MB）和帶負(fù)電的染料（CR）的催化降解效率要高于不帶電的染料（DB9）。但綜上分析可知，7%Fe3O4/PVDF纖維對RhB的降解效果最佳。

2.8 Fe3O4/PVDF纖維的穩(wěn)定性分析

為研究Fe3O4/PVDF纖維的穩(wěn)定性和重復(fù)利用性，對7%Fe3O4/PVDF纖維進(jìn)行了4次循環(huán)測試，結(jié)果如圖12所示。

由圖12（a）可知，在4次循環(huán)中，降解效率分別為97.14%、92.56%、88.77%和84.41%。在4次循環(huán)后，降解效率仍保持在84.41%，這表明7%Fe3O4/PVDF纖維具有良好的穩(wěn)定性和重復(fù)利用性。由圖12（b）可知，反應(yīng)2 h條件下，7%Fe3O4/PVDF纖維在4次循環(huán)后浸出的鐵離子質(zhì)量濃度分別為5.825、3.928、4.252和4.85 mg/mL。第3次和第4次循環(huán)浸出的鐵離子濃度比第2次高，這是因?yàn)榈?次循環(huán)后纖維的降解效率降低，使纖維在后續(xù)使用中浸出的鐵離子濃度變高。通過計(jì)算得出溶出鐵離子分別占7% Fe3O4/PVDF纖維中鐵質(zhì)量的0.26%、0.17%、0.19%和0.22%，進(jìn)一步表明催化劑具有良好的穩(wěn)定性和重復(fù)利用性。在均相催化反應(yīng)中需要溶液內(nèi)含有高達(dá)50~80 mg/mL的鐵離子[20]，這表明在Fe3O4/PVDF/H2O2體系下浸出的鐵離子不足以發(fā)生均相催化。

圖12 Fenton反應(yīng)中7%Fe3O4/PVDF纖維的可重復(fù)使用性Fig.12 Reusability of 7%Fe3O4/PVDF fiber in Fenton reaction

3 結(jié)論

本文以固體負(fù)載型催化劑作為研究對象，通過濕法紡絲制備Fe3O4/PVDF纖維作為非均相Fenton催化劑，研究該催化劑的催化性能。結(jié)果表明：

（1）在Fe3O4/PVDF/H2O2反應(yīng)體系中，羥基自由基（·OH）是主要的反應(yīng)氧化物。

（2）Fe3O4/PVDF纖維具有良好的催化活性和穩(wěn)定性，降解RhB的最佳反應(yīng)參數(shù)為Fe3O4納米粒子負(fù)載質(zhì)量分?jǐn)?shù)7%、H2O2用量98 mmol/L、溶液初始pH值4.14，在此條件下，120 min內(nèi)對RhB的降解率為97.14%。

（3）經(jīng)過4次循環(huán)測試，7% Fe3O4/PVDF纖維對RHB的降解率為84.41%，仍然保持了良好的催化活性和穩(wěn)定性。