在工业污水治理领域，基于SO4-•的高级氧化技术因其稳定、高效、经济的特点而逐步兴起，前驱体为金属有机骨架材料衍生的制备出的纳米金属氧化物材料，以丰富多样的结构、多孔特征和良好的热稳定性等为优点，可将其用于催化活化过硫酸盐氧化降解水体中污染物。本研究以Co-MOF（ZIF-67）为前驱体制备纳米Co3O4和S-Co3O4材料，作为催化剂催化活化PMS降解罗丹明B；并研究Rh B在不同体系中的降解效果，以及一系列因素，如PMS用量、Rh B浓度、催化剂用量、反应初始pH等对Rh B降解的影响。实验结果表明Co3O4和S-Co3O4对罗丹明B具有显著催化降解作用；在一定范围内，增加催化剂和PMS用量、降低Rh B浓度都可以提高催化剂催化活化PMS降解罗丹明B的反应速率。
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Key words 1
引言 1
1 材料与方法 3
1．1 实验试剂与仪器 3
1.1.1 化学试剂 3
1.1.2 实验仪器 3
1．2 材料制备 3
1．3 溶液配制 4
1．4 实验操作 4
1．5 测定方法 4
2 结果与分析 5
2．1 BET测定 5
2．2 不同体系对罗丹明B降解效率的影响 5
2．3 Rh B浓度对罗丹明B降解效率的影响 6
2．4 PMS用量对罗丹明B降解效率的影响 8
2．5 初始pH值对罗丹明B降解效率的影响 10
2．6 催化剂用量对罗丹明B降解效率的影响 11
3 结论 12
致谢 12
参考文献.................................................................................................................................. 13
以Co基配合物为前驱体合成含钴金属化合物
对有机污染物的降解研究 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ￥351916072￥ 

引言
我国纺织行业的迅速发展对染料的需求大大增加，染料的生产过程比较复杂，一般要经过磺化、硝化、重氮化、氧化、还原以及酸（盐）析等工序，在这些工序中会产生大量的废水，这些废水中含有酸、碱、过氧化氢、染料、淀粉和表面活性剂、分散剂等化学物质[1]。染料废水具有色度高、含盐量高、水质水量变化大、毒性大、有机浓度高且成分复杂等[2]特点，大多数染料和染料中间体都具有“三致”性能（致癌、致畸、致突变），其排放严重污染环境。
罗丹明B（Rhodamine B，Rh B），分子式为C28H31ClN2O3（如图1所示），是一种高度水溶性的氧杂蒽类难降解有机污染物，常温常压下罗丹明B性质稳定，为绿色结晶或红紫色粉末，水溶液呈亮紫红色并具有强烈的绿色荧光[3]。罗丹明B曾广泛应用于食品与烟花爆竹的染色，后被实验证明具有致癌性；较低浓度的Rh B也可减少水体的透光性，干扰水生动植物的光合作用，抑制其生长并破坏生态环境[4]。


图 1 罗丹明B的分子式
处理染料废水的传统方法包含物理法、化学法和生物法以及联用技术处理法，但理想的处理效果难以达到。随着研究的深入，高级氧化技术（Advanced Oxidation Processes, AOPs）逐步发展起来，该技术具有操作简便、反应快速、反应条件温和的优点，二次污染小或无二次污染、适用范围广、能高效处理难降解有机污染物。高级氧化技术就是利用具有强氧化性的自由基（如HO•、SO4•），通过电子转移、加成、取代、断键、开环等多种反应方式进攻污染物分子，将大分子的有机污染物氧化降解成小分子物质，甚至可以直接矿化为 CO2、H2O 和无机盐矿物，从而达到无毒或低毒的目的[5]。传统的高级氧化技术是把羟基自由基（HO•）作为活性物质来氧化有机污染物，但HO•具有寿命低、工艺存在缺陷、易被天然水体中存在的无机离子（如碳酸根）淬灭而失活等缺点，因此产生了基于硫酸根自由基（SO4•）的高级氧化技术。与HO•相比，SO4•具有氧化能力强、pH适用范围广(pH = 2~10)、选择性好等优点。
硫酸根自由基主要是通过活化过一硫酸盐(Peroxymonosulfate，PMS)和过二硫酸盐(Persulfate，PS)产生的，通过UV活化[6]、热活化[7]、过渡金属活化[8]、碱活化[9]等活化方法能快速产生具有强氧化性的SO4•。过一硫酸盐是指含有三种复合钾盐的过硫酸氢钾复合盐(2KHSO5•KHSO4•K2SO4)中的活性成分KHSO5，由于过一硫酸盐结构表现为不对称性，所以过一硫酸盐比过二硫酸盐更容易被激发和活化[4]。过渡金属/PMS体系因具有操作简单、不需要外加能源（光能、热能等）的特点而被广泛应用。活化PMS的过渡金属常用的有Co、Cu、Mn、Fe等，其中钴的活化效果最好，过渡金属活化PMS产生SO4•的机理可用式（1）表示[10]：
Mn+ + HSO5 → M(n+1)+ + SO4• + OH （1）
近年来，金属有机骨架材料（Metal organic Frameworks, MOFs）以其优越特性（如多孔性、高比表面积、良好的热稳定性及溶剂稳定性和多样性的结构与功能）吸引了越来越多的研究者的关注，使用 MOFs 材料为模板或前驱体合成的先进功能材料（比如金属氧化物纳米材料和纳米多孔碳材料）[10]作为催化剂参与高级氧化也是MOFs在废水处理领域的一大热点。
本研究采用了非均相Co/PMS体系，它可以克服均相Co/PMS体系中钴离子对环境产生二次污染的缺点，并且催化剂具有磁性，回收利用性能很好[11、12]，有研究表明纳米级 Co3O4对PMS具有较高的催化活性，且稳定性好，循环催化多次催化降解效率仍很高[13、14]。
本研究以CoMOF（ZIF67）为前驱体制备纳米Co3O4颗粒，并进行硫掺杂制备SCo3O4纳米颗粒，以这两种纳米颗粒作为催化剂催化PMS氧化降解模型污染物罗丹明B，并研究罗丹明B在不同体系中的降解效果，以及Rh B浓度、PMS用量、反应初始pH、催化剂用量等一系列因素对催化剂活化PMS降解罗丹明B的影响，最终为开发应用经济高效、环境友好的罗丹明B降解新技术提供重要的理论基础和科学依据。

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