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磁铁矿(Fe3O4)在自然界中广泛存在,在其表面Fe2+/Fe3+氧化还原反应能够持续循环进行,故Fe3O4是一种良好的异相Fenton催化剂。但是,Fe3O4由于具有磁性容易团聚,为此,本文选择来源广泛、价格低廉、制备简便的生物炭(BC)作为载体负载Fe3O4提高其均匀分散性,促进Fe3O4与污染物接触,提高Fe3O4的利用率。本文以共沉淀法合成负载纳米Fe3O4生物炭(Fe3O4/BC)异相Fenton催化剂,利用多种表征手段对样品进行表征,并对Fe3O4/BC吸附和异相Fenton去除硝基苯(NB)的反应过程进行深入考察,取得如下结论:(1)合成的Fe3O4/BC异相Fenton催化剂具有多孔结构,Fe304颗粒均匀地分散在生物炭表面,且材料表面具有丰富的官能团。材料具有一定的磁性,负载量为28 wt%的Fe3O4/BC的饱和磁化强度为22.6 emu/g,比表面积达301.7 m2/g。(2)进行了制备工艺条件对Fe3O4/BC催化剂性能的影响研究。结果表明:热解温度、热解时间的升高在一定范围内有利于材料性能的提高。Fe3O4/BC的最佳制备条件为:热解温度600℃,热解时间60min,升温速率10℃/min,制得的BC经过酸洗、碱洗和乙醇清洗,共沉淀过程中NaOH溶液为沉淀剂,铁盐溶液中Fe2+与Fe3+摩尔比为1:2,负载量为28 wt%。(3)进行了 Fe3O4/BC异相Fenton去除NB的影响因素及催化剂的稳定性研究。结果表明:增加催化剂投加量、H2O2浓度、溶解氧浓度和反应温度均能显著促进NB的去除,但是NB的去除率反而会随着反应pH值、NB初始浓度的增加而下降。反应240 min后最佳材料对NB的去除率约为95%。催化剂具有较强的稳定性,Fe3O4与BC结合牢固,且经过十轮循环实验后,NB的去除效果略微有所下降,但是去除率仍高达84%。(4)进行了 Fe3O4/BC异相Fenton去除NB的机理探究。研究结果表明:Fe3O4/BC对NB的降解符合一级反应动力学方程。NB在Fe3O4/BC上的吸附符合Freundich等温吸附模型,表明NB在Fe3O4/BC上的吸附行为属于化学吸附。100 mg/L的NB溶液初始TOC浓度为43 mg/L。反应240 min后,NB和TOC的去除率分别达到84%和75%,说明Fe3O4/BC几乎能同步去除水中NB和降解产物,只有少量的中间体仍然留在溶液中。