磁性Mn0.02Fe1.10O2/碳纳米管活化过硫酸盐降解四环素的效用及机理探究*

鲁秀国 肖火青 王海龙 张慧敏

(华东交通大学土木建筑学院，江西 南昌 330013)

四环素(TC)因抗菌性能优越、价格低廉，被广泛应用于人类和动物感染的预防和治疗中[1]。TC进入生物体后难以被吸收或代谢，多以本体形式通过粪便、尿液等排出生物体外，直接或间接进入环境中[2]。相较于其他抗生素而言，TC中含有多个苯环，分子量大且化学性质稳定，如何经济有效的处理含TC废水受到越来越多的关注。

为解决铁锰氧化物在反应过程中易团聚问题，本研究采用水热合成法将MnFe2O4和CNT结合形成催化剂复合材料，使MnFe2O4活性位点充分暴露而增加催化活性并提升吸附性能，将制得的复合材料用于非均相活化过硫酸盐体系，以TC作为目标污染物，评价其催化性能并探究其反应机理，以期为活化过硫酸盐氧化处理TC废水的实际应用提供理论基础及指导。

1 材料和方法

1.1 试剂和仪器

实验试剂：TC、FeCl3·6H2O、MnCl2·4H2O、醋酸钠、甲醇、叔丁醇、苯酚、乙醇、乙二醇、NaOH等均为分析纯；CNT的编号为NIMC3-F；实验用水均为超纯水。

实验仪器：T6紫外可见分光光度计；D8 Advance X射线衍射仪(XRD，德国布鲁克)；Merlin Compact超高分辨率场发射扫描电镜(SEM，德国蔡司)；7404振动样品磁强计(VSM，美国LakeShore)；ASAP2460全自动比表面及孔隙度分析仪(美国麦克)；DZF-6020真空干燥箱；ME204E/02电子天平(瑞士梅特勒-托利多)；AXIS Supra X射线光电子能谱仪(XPS，英国Kratos)。

1.2 催化剂的水热合成法制备

(1) MnFe2O4的制备。将5.0 mmol FeCl3·6H2O与2.5 mmol MnCl2·4H2O溶于80 mL乙二醇中，加入50.0 mmol醋酸钠，用聚四氟乙烯搅拌棒于60 ℃下搅拌0.5 h，确保溶液处于均匀状态，再将混合溶液转入100 mL高压反应釜中在200 ℃下反应12 h，用乙醇和水清洗过滤、60 ℃干燥12 h，得到MnFe2O4研磨备用。……