Co304活化过一硫酸盐降解罗丹明B的研究(3)
性橙，发现其在中性条件下钴溶出较少，具有一定的多相催化能力[26]
。另有报道，
Co3O4/MnO2纳米颗粒可有效激活 PMS， 在 20 分钟内使苯酚去除率达到 100％[20]
。 Co3O4/
氧化石墨烯(GO)在氧化 PMS 降解酸性橙Ⅱ的反应中表现出高效的协同作用[21]
。
Co3O4/TiO2当 Co/Ti摩尔比为0.01、煅烧温度为 500o
C、催化剂量为0.1g/L 和 PMS量为
0.9mmol/L，2h 内对 500mg/L2,4-DCP 的去除率为 75%[27][28]
。总的说来，较低的 Co 排
放量和高效的 PMS活化能力使 Co3O4成为一种可供利用的、低环境风险的矿物催化剂。
据统计， 我国每生产一吨染料大约排放废水 744 吨， 且会导致 105-20%的染料损失，
每天，印染废水的排放量占工业废水总排放量的 35%，染料进入水体后会破坏水体生态
系统，具有毒性，可能会导致癌变和突变[30]
，但由于 pH较大、有机污染物种类和浓度
高、水质不稳定等原因，一直是国内外废水处理的难点之一。RhB是一种具有鲜桃红色
的人工合成多环染料，广泛存在于印染废水中。其应用领域广泛，且由于稳定性好价格
便宜，常被不法商家作为食品添加剂的着色剂。但由于其难生物降解且致癌，因此其在
水体中的去除也为环境领域人士所关注。目前对 RhB 的主要去除方法有吸附法、光催
化氧化法、Fenton 法、超声降解法、臭氧氧化法、电化学氧化法等[31]
。其中以过一硫酸
盐为氧化物的包括，CoFe/SBA-15 催化，光助 Ti O2-Co3O4复合催化，Cu/ZSM5 催化，
Co/ZIF-67 催化，均相钴离子活化等。但以 Co3O4催化 PMS降解 RhB的研究尚未报道。
本实验就是探究非均相的 Co3O4/PMS体系中 RhB的降解。实验系统地研究了PMS
浓度，PH，Co3O4浓度对 RhB降解的影响及 Co3O4的催化效率。实验还通过扫描电子显
微镜(SEM)、 X光衍射(XRD)和 X射线光电子能谱(XPS)三种分析方法对 Co3O4材料进行
表征。
1 材料与方法
1.1 材料
RhB(C28H31ClN2O3,99.9%)，过硫酸氢钾(PMS;KHSO5∙0.5KHSO4∙0.5K2SO4);主要成份
KHSO5≥HSOK，四氧化三钴(Co3O4,99.9%)购自山东西亚化学工业有限公司。所有试剂纯度都不低于分析纯，使用前未进行其他处理。母液配制使用的超纯水(>18 M 化学工业
有来自 Millipore 的超纯水系统。配制 RhB(500 配制业，PMS(250 mM)母液，所有母液
使用期限不超过 1 个月。
1.2 动力学实验
1.2.1 实验方法
系列实验在30 mL的玻璃反应瓶中进行， 置于室温环境下。 反应液中含有20 μM RhB
和 2 mM PMS，加入 0.2 g/L Co3O4启动反应。如无特殊说明，利用 0.1 mM H2SO4或0.1
mM NaOH 将反应液 pH 调到预定值。在特定的时间间隔内，移取通过 0.22 μm 滤膜的
反应液 0.5 mL，迅速进入紫外分光光度计测定吸光度。探究 pH 影响时，反应液 pH 分
别调到 3.0，5.0，7.0，8.0，9.0，11.0。探究 PMS影响时，PMS 浓度设置为0.2，0.5，
1.0，1.5，2.0mM。探究 Co3O4浓度的影响时，其含量调整为0.1，0.2，0.5，1.0g/L。罗
丹明 B 溶液注意避光保存，其他样品在进行分析之前保存在 4 o
C 冰箱内。
1.2.2 RhB 浓度的测定
RhB 的测定采用紫外分光光度法测定，在最大吸收波长 556nm 处测得 RhB 溶液的
吸光度， 然后根据标准曲线方程式 C 为 0.0047x+0.001(C 指浓度，x 指吸光度)换算得出。
反应液中剩余 RhB浓度在紫外分光光度计(Varian Cary50)中测定，测定完成后迅速转移
到原反应瓶中。
1.3 Co3O4材料的表征
扫描电子显微镜分析(SEM)：在亚微米和微米以下尺度上，利用扫描样品表面的电