《尖晶石鐵氧體催化過硫酸鹽分解水中有機物效能與機理》是依託哈爾濱工業大學，由馬軍擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：尖晶石鐵氧體催化過硫酸鹽分解水中有機物效能與機理
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：馬軍
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
過硫酸鹽成本低、無需現場製備、經催化後能夠產生強氧化性硫酸自由基（S04-o），催化過硫酸鹽高級氧化技術在飲用水有機污染物去除方面將會比成本較高的臭氧氧化技術更具備套用前景。但現有的過硫酸鹽催化方式反應慢，如何高效、快速、無能耗地催化過硫酸鹽產生S04-o是決定其是否能在飲用水處理中大規模套用的技術難點。申請者前期研究發現具有磁性和多變微觀界面特性的尖晶石鐵氧體能快速催化水中過硫酸鹽分解，由此構建高效、無能耗的尖晶石鐵氧體/過硫酸鹽非均相催化氧化體系分解水中有機物。製備物相及元素組成可控的磁性尖晶石系列催化劑，深入研究其微觀結構、不同水質條件與催化過硫酸鹽產生S04-o活性間的規律，探討提高過硫酸鹽分解率和S04-o利用率的方法，結合水中硫酸鹽變化及S04-o生成規律，揭示催化劑催化過硫酸鹽機制。為尖晶石鐵氧體催化過硫酸鹽在飲用水深度處理的實際套用提供理論支持。
結題摘要
過硫酸鹽具有方便保存、成本低、反應不受pH影響等特點，活化後能產生氧化性強、壽命比•OH更長的SO4-•。本研究構建高效、磁性尖晶石鐵氧體/過硫酸鹽非均相催化氧化體系去除水中有機物。首先，採用溶膠-凝膠法製備不同A位的尖晶石鐵氧體系列催化劑(MFe2O4)、不同元素摻雜尖晶石鐵氧體催化劑(NxN1-xFe2O4)及共沉澱法製備石墨烯負載尖晶石鐵氧體催化劑，水熱法製備銅鐵礦型CuFeO2催化劑，催化過硫酸鹽降解水中有機物，並利用現代分析測試技術對催化劑進行表征。然後，研究不同催化體系中催化劑與有機物分解性能關係，篩選效率最高的催化劑；考察不同實驗因素對過硫酸鹽分解反應影響；測定不同催化過硫酸鹽體系中自由基種類，研究自由基產生的過程；通過探究尖晶石鐵氧體催化前後體系中催化劑表面官能團、氧化還原電位、元素化合價態變化等，研究催化劑微觀結構、催化過硫酸鹽分解產生SO4-•機理；所有催化體系中金屬離子溶出量均低於國家規定標準，且循環使用5次以上仍能保持較好的催化性能。
