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芬顿技术由于操作简单、效率高、氧化剂绿色环保而被广泛应用于废水处理。然而传统芬顿反应的pH适用范围窄(2-3.5),反应体系中存在大量铁离子难以分离,使其在实际应用中受到了限制。因此,针对传统芬顿反应的缺陷,开发pH适用范围广的类芬顿催化剂一直是环境催化领域极具挑战性的课题。我们采用8-羟基喹啉与铁形成稳定的配位化合物喹啉铁(QuFe),以具有比表面积大、易加工成型、便于物理化学改性等结构特性的活性碳纤维(ACFs)为载体,采用浸渍负载法将QuFe负载到ACFs上制得一种新型类芬顿催化纤维(QuFe@ACFs)。本论文中QuFe@ACFs制备方法简单,并且在一定程度上巧妙解决了制约传统芬顿反应发展的技术瓶颈,拓宽了芬顿反应的应用范围,对解决日益严重的水污染问题具有重要的指导意义。论文主要内容如下:1.在中性条件下,以H2O2为氧化剂,研究了QuFe@ACFs降解染料活性艳红M-3BE(RRM-3BE)的催化性能。实验结果显示QuFe@ACFs可以有效活化H2O2将RR M-3BE催化降解,同时在pH为3、7、9的条件下重复循环使用4次后,其催化活性基本保持不变,表明QuFe@ACFs具有较好的重复使用性能。此外,QuFe@ACFs还能催化氧化其它不同结构的单组分染料,如活性蓝M-BRE、活性艳红X-3B、碱性艳绿、碱性品绿、酸性橙II、酸性红5B等。相比ACFs负载铁离子(Fe@ACFs)和小分子催化剂(QuFe),QuFe@ACFs的pH-tolerant性能及重复使用性能更加优异,表明单独依靠配体去络合铁离子(即QuFe)或载体去负载铁离子(即Fe@ACFs)均不能有效解决芬顿催化剂的pH-tolerant性能,只有当配体和载体协同作用(即QuFe@ACFs)才能制备出pH-tolerant性能优异的类芬顿催化剂。2.论文通过考察QuFe@ACFs在酸性(pH3)、中性(pH7)和碱性(pH9)条件下的重复使用性能和结构稳定性来研究其pH-tolerant性能。采用电子顺磁共振波谱仪(EPR)测试催化纤维重复使用过程中QuFe@ACFs/H2O2体系产生羟基自由基的变化规律来定性研究其催化稳定性。同时结合羟基自由基捕获剂邻苯二胺,进一步定量研究催化反应过程中羟基自由基的变化情况。实验结果显示每次催化循环过程中产生的羟基自由基的特征峰强度基本保持不变,并且产生的羟基自由基数量较高且稳定。我们还采用紫外可见光谱图来考察QuFe@ACFs重复使用前后的变化,结果显示QuFe@ACFs经重复使用4次以后,其紫外光谱基本保持不变,这表明QuFe@ACFs在催化降解染料过程中结构比较稳定,由此说明QuFe基本没有发生自分解。3.选择活性染料(活性艳红M-3BE)作为基础染料,将其分别与碱性染料(碱性艳绿)、酸性染料(酸性红5B)、直接染料(直接混纺黄D-3RNL)、活性染料(活性黄M-3RE)等染料进行两两混合,配制成模拟印染废水,以H2O2为氧化剂,研究QuFe@ACFs对其催化去除效果,结果显示QuFe@ACFs/H2O2体系对双组份染料混合废水均能有效处理。同时,我们还选择印染工业中较为典型的三种活性染料(活性艳红M-3BE、活性蓝M-BRE、活性黄M-3RE)为代表,配制成三组份活性混合染料,研究QuFe@ACFs/H2O2催化体系对活性混合染料的去除效果,结果表明QuFe@ACFs/H2O2体系能有效催化降解三组份染料混合废水。此外,以三组份活性混合染料为代表,我们考察了RR M-3BE的降解产物(如丁二酸、草酸),印染助剂(如NaCl、尿素)等因素对催化混合染料的影响,结果表明降解产物和助剂对催化降解基本无影响。