Co<sub>3</sub>O<sub>4</sub>催化臭氧氧化降解水中酮基布洛芬的研究

doi:10.19965/j.cnki.iwt.2023-0322

工业水处理 ›› 2023, Vol. 43 ›› Issue (7): 94-103. doi: 10.19965/j.cnki.iwt.2023-0322

Co₃O₄催化臭氧氧化降解水中酮基布洛芬的研究

王箫¹(), 马维超¹, 赵雷²^,³(), 刘志伦²^,³, 马军⁴, 常鹏²^,³

^1. 黑龙江大学建筑工程学院, 黑龙江哈尔滨 150080
^2. 哈尔滨工业大学结构工程灾变与控制教育部重点实验室, 黑龙江哈尔滨 150090
^3. 哈尔滨工业大学土木工程智能防灾减灾工业和信息化部重点实验室, 黑龙江哈尔滨 150090
^4. 哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室, 黑龙江哈尔滨 150090

收稿日期:2023-05-11 出版日期:2023-07-20 发布日期:2023-07-17
作者简介:
王箫（2002— ），本科。E-mail：wangxiaohlju@126.com
赵雷，博士，副教授。E-mail：zhaolei999999@126.com。
基金资助:
国家重点研发计划项目(2017YFA0207203); 黑龙江省自然科学基金面上项目(E2017043); 黑龙江省高校基本科研业务费科技创新类项目(KJCX201822)

Study on catalytic ozonation by Co₃O₄ for the degradation of ketoprofen in aqueous solution

Xiao WANG¹(), Weichao MA¹, Lei ZHAO²^,³(), Zhilun LIU²^,³, Jun MA⁴, Peng CHANG²^,³

^1. School of Civil Engineering，Heilongjiang University，Harbin 150080，China
^2. Key Laboratory of Structures Dynamic Behavior and Control of the Ministry of Education，Harbin Institute of Technology，Harbin 150090，China
^3. Key Laboratory of Smart Prevention and Mitigation of Civil Engineering Disasters of the Ministry of Industry and Information Technology，Harbin Institute of Technology，Harbin 150090，China
^4. State Key Laboratory of Urban Water Resources and Environment，Harbin Institute of Technology，Harbin 150090，China

Received:2023-05-11 Online:2023-07-20 Published:2023-07-17

摘要/Abstract

关键词: 非均相催化氧化, 臭氧氧化, 四氧化三钴, 酮基布洛芬

Key words: heterogeneous catalytic oxidation, ozonation, tricobalt tetraoxide, ketoprofen

中图分类号:

X703.1

王箫, 马维超, 赵雷, 刘志伦, 马军, 常鹏. Co₃O₄催化臭氧氧化降解水中酮基布洛芬的研究[J]. 工业水处理, 2023, 43(7): 94-103.

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https://www.iwt.cn/CN/Y2023/V43/I7/94

图/表 9

表1 所制备Co₃O₄催化剂及其制备条件

Table 1 Prepared Co₃O₄ catalysts and their preparation conditions

催化剂编号	n〔Co（NO₃）₂·6H₂O〕∶n（尿素）	前驱体煅烧温度/℃
1#	4∶1	200
2#	2∶1	200
3#	1∶1	200
4#	4∶1	400
5#	2∶1	400
6#	1∶1	400
7#	4∶1	600
8#	2∶1	600
9#	1∶1	600

图1 不同氧化体系对水中KTP的降解效能

Fig. 1 Degradation efficiency of KTP in water using different oxidation systems

图2 4#催化剂的SEM

Fig. 2 SEM images of the 4# catalyst

图3 4#催化剂的XRD（a）和FTIR（b）

Fig. 3 XRD pattern （a） and FTIR spectra （b） of the 4# catalyst

图4 4#催化剂的XPS

Fig. 4 XPS spectra of the 4# catalyst

表1 Co₃O₄催化剂的比表面积、孔容、平均粒径和表面羟基密度

Table 1 Specific surface area，pore volume，average particle size，and surface hydroxyl density of the Co₃O₄ catalysts

样品	6#催化剂	7#催化剂	3#催化剂	5#催化剂	4#催化剂
比表面积/（m²·g^-1）	245.667	230.710	56.712	98.233	143.936
孔容/（cm³·g^-1）	0.096	0.093	0.042	0.077	0.089
平均粒径/nm	162.506	157.419	326.293	273.661	268.374
表面羟基密度/（10^-6mol·m^-2）	5.92	6.43	7.49	8.63	10.75

图5 不同体系中臭氧的用量

Fig. 5 Ozone consumption in the different processes

图6 体系中·OH的测定

Fig. 6 Determination of ·OH in the system

图7 催化臭氧氧化对水中KTP的可能降解路径（图中有*标记的为检出物）

Fig. 7 General reaction pathway proposed for the degradation of KTP in water by catalytic ozonation（the compounds with an asterisk have been detected）

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[14]	陈晓飞, 王蕊, 何广湘, 马磊, 祁浩杰, 陈平. 改性ZSM-5分子筛催化臭氧氧化含硅间甲酚[J]. 工业水处理, 2022, 42(2): 155-162.
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Co₃O₄催化臭氧氧化降解水中酮基布洛芬的研究

Study on catalytic ozonation by Co₃O₄ for the degradation of ketoprofen in aqueous solution

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