| 刘雨恺,罗清,薛伟,段超,王旭,程小龙,刘梦洋,刘雨欣,蒋帅飞.多价态铁非均相催化剂的制备及处理造纸废水的研究[J].中国造纸,2026,45(5):127-135 |
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| 多价态铁非均相催化剂的制备及处理造纸废水的研究 |
| Preparation of Multivalent Iron Heterogeneous Catalysts and Study on Treating Papermaking Wastewater |
| 收稿日期：2025-10-27 修订日期：2025-11-24 |
| DOI：10.11980/j.issn.0254-508X.2026.05.014 |
| 关键词: Fenton污泥 资源化利用 多价态铁非均相催化剂 造纸废水 高温烧结 |
| Key Words:Fenton sludge resource recycling multivalent iron heterogeneous catalysts papermaking wastewater high-temperature sintering |
| 基金项目:国家自然科学基金（31700510）；广西清洁化制浆造纸与污染控制重点实验室项目（2021KF16）。 |
| 作者 | 单位 | 邮编 | | 刘雨恺* | 1陕西科技大学轻工科学与工程学院,轻化工程国家级实验教学示范中心, 陕西西安,710021 | 710021 | | 罗清* | 1陕西科技大学轻工科学与工程学院,轻化工程国家级实验教学示范中心, 陕西西安,710021 | 710021 | | 薛伟 | 2中国海诚工程科技股份有限公司,上海,200031 | 200031 | | 段超 | 1陕西科技大学轻工科学与工程学院,轻化工程国家级实验教学示范中心, 陕西西安,710021 | 710021 | | 王旭 | 1陕西科技大学轻工科学与工程学院,轻化工程国家级实验教学示范中心, 陕西西安,710021 | 710021 | | 程小龙 | 1陕西科技大学轻工科学与工程学院,轻化工程国家级实验教学示范中心, 陕西西安,710021 | 710021 | | 刘梦洋 | 1陕西科技大学轻工科学与工程学院,轻化工程国家级实验教学示范中心, 陕西西安,710021 | 710021 | | 刘雨欣 | 1陕西科技大学轻工科学与工程学院,轻化工程国家级实验教学示范中心, 陕西西安,710021 | 710021 | | 蒋帅飞 | 1陕西科技大学轻工科学与工程学院,轻化工程国家级实验教学示范中心, 陕西西安,710021 | 710021 |
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| 摘要:本研究以Fenton污泥和石墨粉为原料，在不同温度下高温烧结制备多价态铁非均相催化剂。结果表明，烧结温度500 ℃时，Fenton污泥主要还原为Fe3O4；烧结温度700 ℃时，生成大量Fe3C；烧结温度900 ℃时，生成Fe3C和零价铁（ZVI）的多价态铁复合物。900 ℃烧结制备的多价态铁复合物，具有最大的比表面积，并在处理造纸废水时具有最高的有机物降解效果。在pH值=2.5、m(COD)∶m(H2O2)=1∶1.25、催化剂投加量为10 g/L、反应时间为90 min的条件下，CODCr去除率可达65.7%。自由基猝灭实验表明，·OH是降解有机污染物的关键活性物种。经过10次循环后相对活性保持率为89.2%，平均每循环失活率为1.2%，导致这种现象的原因是催化剂孔道堵塞，活性点位被覆盖，抑制了·OH的生成。 |
| Abstract:In this study， Fenton sludge and graphite powder were used as raw materials to synthesize multivalent iron heterogeneous catalysts through high-temperature sintering at different temperatures. The results showed that when the sintering temperature was 500 ℃， the Fenton sludge was primarily reduced to Fe3O4， at 700 ℃， a significant amount of Fe3C was generated， and at 900 ℃， multivalent iron complexes consisting of Fe₃C and zero-valent iron (ZVI) was formed. The catalyst prepared at 900 ℃ exhibited the largest specific surface area and demonstrated the highest efficiency in degrading organic pollutants during the treatment of papermaking wastewater. Under the optimal conditions (pH value=2.5， mass ratio of COD and H2O2 was 1∶1.25， catalyst dosage=10 g/L， reaction time=90 min)， the CODCr removal rate reached 65.7%. Radical quenching experiments confirmed that ·OH serves as the key active species responsible for the degradation of organic pollutants. After 10 cycles， the relative activity retention rate was 89.2%， demonstrating excellent operational stability. The average deactivation rate per cycle was 1.2%， which was attributed to the blockage of catalyst pores and coverage of active sites， thereby inhibiting the generation of ·OH. |
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