杭锦2#土的光谱特征及非均相Fenton反应机理

刘正江，张前程，马惠言*，刘聚明

1.内蒙古工业大学轻工与纺织学院，内蒙古 呼和浩特 010080 2.内蒙古工业大学化工学院，内蒙古 呼和浩特 010051

引 言

杭锦2#土为内蒙古鄂尔多斯杭锦旗地区发现的含铁天然矿物，含铁量约1.64%(Atomic%)。杭锦2#土表面由生长缺陷形成的负电荷中心可吸附K+，Na+，Ca2+等金属离子，且负电荷中心使其有一定的离子交换容量，常被用作吸附剂和脱色剂[9]。目前关于杭锦2#土非均相Fenton反应的研究报道还很少，但作为含铁丰富且表面缺陷较多的天然矿物，杭锦2#土是极具应用潜力的非均相Fenton试剂。

本研究将杭锦2#土作为非均相Fenton试剂，利用X射线衍射对活化前后杭锦2#土的结构和晶相变化进行表征，采用X射线光电子能谱对活化前后杭锦2#土的化学组成、各元素的化学状态进行分析，选取吡啶红外光谱与氨程序升温脱附结合分析活化前后杭锦2#土表面的酸性与酸量，以光谱表征结果分析探究杭锦2#土中各元素化学状态和表面酸性对其非均相Fenton反应催化H2O2生成·OH性能的影响。

1 实验部分

1.1 杭锦2#土样品的制备

将天然杭锦2#土(Hangjin2#Clay, HC)进行洗涤、浮选，制备杭锦2#土样品；选取硫酸溶液对杭锦2#土进行活化，杭锦2#土按固/液比1∶10(g·mL-1)加入硫酸溶液中(5% Wt)，90 ℃搅拌3 h，过滤干燥即得活化杭锦2#土(Activated Hangjin2#Clay, AHC)。

1.2 仪器及参数

X射线衍射(XRD)分析采用PANalytical Empyrean型X射线衍射仪；X射线光电子能谱(XPS)用日本Ulvac-Phi公司PHI5000 Versa Probe型光电子能谱仪检测，数据参照C(1s)峰值(284.8 eV)进行校正，以XPS peak v4.1软件对XPS高分辨谱图进行拟合；吡啶吸附红外光谱(Py-FTIR)用Thermo Nicolet NEXUS型红外光谱仪检测；氨程序升温脱附(NH3-TPD)使用天津先权公司TP-5080型全自动多用吸附仪。……