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钒掺杂磁铁矿的制备及其异相Fenton反应降解亚甲基蓝的研究
随着工业化和城市化进程的加速，有机污染物排放在近年来不断增加，对环境和人类健康造成了严重的影响。传统的水处理方法存在投资大、操作复杂、处理周期长等缺点。因此，环保领域对水处理技术的研究越来越受到重视。Fenton反应是一种常见的有机污染物降解方法，具有高效、快速、温和等优点。在Fenton反应中，亚铁离子被过氧化氢氧化生成高价铁离子，进而将污染物分解为CO2、H2O等无害物质。
本论文制备了一种新型的钒掺杂磁铁矿材料，并评估了其在Fenton反应中降解亚甲基蓝的性能。
一、实验方法
1.1制备钒掺杂磁铁矿
以FeCl3·6H2O、FeSO4·7H2O、NaOH、NH4HCO3、NH4VO3为原料，采用共沉淀法制备钒掺杂磁铁矿材料。将FeCl3·6H2O、FeSO4·7H2O溶于去离子水中，加入NaOH调节溶液pH值，再加入NH4HCO3和NH4VO3，并保持搅拌30min。将制得的沉淀经水洗、离心、酸洗、水洗、烘干等工艺处理后得到钒掺杂磁铁矿材料。
1.2Fenton反应降解亚甲基蓝实验
将钒掺杂磁铁矿和过氧化氢添加到亚甲基蓝溶液中，将反应体系置于恒温振荡器中反应1h，过滤后从滤液中分别检测降解率和COD去除率。
二、实验结果
2.1钒掺杂磁铁矿的制备
制备得到的钒掺杂磁铁矿样品经XRD和SEM检测得到，其晶体结构为立方体，晶粒大小宜为∼30nm。FESEM图片显示，制备得到的钒掺杂磁铁矿颗粒呈现出类似球形的形态，在磁化方面表现良好。
2.2钒掺杂磁铁矿在Fenton反应中的降解亚甲基蓝性能
钒掺杂磁铁矿的催化性能在Fenton反应中得到显著提高。当钒掺杂磁铁矿的投加量为0.05g/L时，在过氧化氢的质量浓度为150mg/L，pH值为3的条件下，亚甲基蓝降解率可达到99.4%。同样条件下的亚甲基蓝COD去除率为86.5%。
三、讨论
3.1钒掺杂磁铁矿的制备方法
本研究采用的共沉淀法制备钒掺杂磁铁矿，制备工艺简单、操作方便、产品性能良好，为颗粒状粉末，易于使用和回收。
3.2钒掺杂磁铁矿在Fenton反应中的降解性能
钒掺杂磁铁矿复合催化剂在Fenton反应中表现出高效、快速的降解有机污染物的能力。钒离子的掺杂可引起催化剂的表面电子结构改变，增加了反应活性位点，从而加速了亚甲基蓝的降解反应。
四、结论
本研究制备了一种新型的钒掺杂磁铁矿材料，并研究了其在Fenton反应中降解亚甲基蓝的性能。实验结果显示，制备得到的钒掺杂磁铁矿颗粒呈现出类似球形的形态，在磁化方面表现良好。同时，钒掺杂磁铁矿在Fenton反应中表现出高效、快速的降解有机污染物的能力。Fenton反应是一种高效的有机污染物降解方法，结合新型催化剂的使用，可为水污染治理提供新的思路和方法。