Co3O4-Al2O3@SiO2协同活化过硫酸氢钾降解苯酚的研究

胡浩栋，王朝旭，李兴发，梁丹丹，孔令涛

(太原理工大学 环境科学与工程学院，山西 太原 030024)

过硫酸盐氧化技术因其反应条件温和、装置简单、运营成本低等诸多优势[1-2]，在废水处理领域备受关注，负载型催化剂具有活性组分负载量少、容易回收等优点，因此，将活性组分负载在载体材料上制备成非均相催化剂成为近年来的研究热点[3-4]。

钴系氧化物对活化过硫酸盐具有催化效果，Yao等[5]利用Co3O4活化过硫酸盐降解橙色G，1 h降解只有38.7%。以两种金属为核心的复合催化剂催化效果高于单一元素催化剂，可以起到“1+1>2”的催化效果。钱建华等[6]用CuO/Al2O3催化臭氧氧化降解酸性红B，Cu、Al元素的共负载，使得催化效果远远高于Cu、Al的单独负载。

本文以SiO2为载体，采用浸渍-焙烧法制备Al、Co共负载的复合催化剂，运用SEM、TEM等手段对其进行表征，以苯酚为模拟污染物，考察焙烧温度、负载量对催化剂性能的影响，探究催化剂高效作用的内在机制。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

介孔SiO2(孔径6～11 nm，BET：500～650 m2/g)、六水硝酸钴、十八水硫酸铝、NaOH、HCl、过硫酸氢钾(PMS)、苯酚、无水乙醇、甲醇均为分析纯。

EL204分析天平；FE28 pH计；DHG-9145A鼓风干燥箱；SX2-5-12NP箱式电阻炉；DHZ-D恒温振荡器；LC-100液相色谱仪；TOC-VCPH TOC测定仪。

1.2 催化剂的制备

1.2.1 Al的修饰及单组分催化剂的制备 Al(X)@SiO2的制备[7]：分别将X=0.3，0.9，1.5，3.0 g硫酸铝溶解于4份250 mL pH=4.40甲酸/甲酸铵缓冲液中，加入介孔SiO2，70 ℃油浴加热搅拌3 h。待室温后真空抽滤，用无水乙醇和超纯水洗涤多次，得到不同Al含量的前驱体粉末。取适量粉末于管式炉中，在0～900 ℃焙烧3 h，即得不同Al含量催化剂Al(X)@SiO2(X：0.3，0.9，1.5，3.0)。

采用等体积浸渍焙烧法，制备了Co含量为5%焙烧温度不同的Co(5%)@SiO2。