NiFe2O4/SiC微波輔助Fenton降解雙酚A*

楊昊明， 何詩(shī)雅， 程燊昱， 游志敏

(湘潭大學(xué) 環(huán)境與資源學(xué)院，湖南 湘潭 411105)

0 引言

隨著工業(yè)化的急劇發(fā)展，生產(chǎn)的污染也日益加劇.其中水污染問(wèn)題已成為當(dāng)今世界所面臨的主要環(huán)境問(wèn)題之一[1-3]，已經(jīng)嚴(yán)重威脅著人類(lèi)健康和自然生態(tài)平衡.而雙酚A(Bisphenol A, BPA)作為一種典型的環(huán)境內(nèi)分泌干擾物，在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用.由于雙酚A在水體中具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性導(dǎo)致其在環(huán)境的各類(lèi)水體中被頻繁檢出，這嚴(yán)重影響了人類(lèi)的飲用水安全.因此，雙酚A的處理已經(jīng)刻不容緩.而微波輔助Fenton法由于可以高效快速地降解難降解有機(jī)物而受到人們的普遍關(guān)注.相比于普通Fenton反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)的缺點(diǎn)，微波輔助Fenton法在微波的輻射下，亞鐵離子和過(guò)氧化氫反應(yīng)所產(chǎn)生高活性的氧化自由基團(tuán)的反應(yīng)速率會(huì)大大加快.從而使有機(jī)污染物更快地被氧化分解.但是微波輔助Fenton法的主要缺陷在于反應(yīng)中的亞鐵離子或者鐵離子的引入可能會(huì)造成水體的二次污染，材料也會(huì)隨著鐵的流失而效果變差.所以微波結(jié)合Fenton法最為關(guān)鍵的是制備出一種合適的催化劑，才能更好地對(duì)水體中的污染物進(jìn)行降解.本文以碳化硅(SiC)為載體，采用水熱法制備了微波催化劑NiFe2O4/SiC 復(fù)合材料，并用XRD、BET、SEM和XPS等手段對(duì)該復(fù)合材料進(jìn)行了表征，通過(guò)相關(guān)實(shí)驗(yàn)考察了其微波輔助Fenton降解雙酚A的活性，對(duì)微波輔助NiFe2O4/SiC Fenton降解雙酚A的機(jī)理進(jìn)行了初步探究.

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器和試劑

德國(guó)卡爾蔡司公司Gemini300型掃描電子顯微鏡(SEM)；日本理學(xué)公司的D/MAX-Ⅱ-2500/PCX射線(xiàn)多晶粉末衍射儀(XRD)；美國(guó)康塔公司的NOVA2000e比表面積分析儀(BET)；日本島津公司的XSAM-800X射線(xiàn)光電子能譜儀(XRD)；日本島津(香港)有限公司的TOC-LCPH總有機(jī)探測(cè)定儀；美國(guó)安捷倫科技公司的Agilent1260 Infinity II高效液相色譜儀；美國(guó)Thermo公司PHS-3E精密臺(tái)式pH測(cè)定儀；美國(guó)CEM公司MARS微波測(cè)試系統(tǒng)；天津市泰特儀器有限公司101-1AB電熱鼓風(fēng)干燥箱；鞏凡市予華儀器有限公司DF-101S恒溫加熱磁力攪拌器；湘潭三星儀器有限公司SX-5-12馬弗爐.

碳化硅(上海麥克林生化科技有限公司)；九水合硝酸鐵(廣東光華科技股份有限公司)；六水合硝酸鎳(廣東光華科技股份有限公司)；過(guò)氧化氫(上海國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑公司)；聚乙二醇2000(江蘇海安石化有限公司)；三水合乙酸鈉(國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)；無(wú)水乙醇(國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)；雙酚A(天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司)；試劑均為分析純.

1.2 材料的制備

NiFe2O4/SiC采用水熱法制備：準(zhǔn)確地稱(chēng)量1 g聚乙二醇2000溶于100 mL去離子水中，攪拌溶解后，加入一定量的碳化硅攪拌5 min使其溶于水中，然后再分別加入12.5 mmol九水硝酸鐵和6.25 mmol六水硝酸鎳，加入7 g三水合乙酸鈉，常溫?cái)嚢?.5 h，將混合溶液倒入200 mL的聚四氟乙烯(PTFE)高壓反應(yīng)釜中.高壓反應(yīng)釜密封后，將其放入電熱鼓風(fēng)干燥箱中180 ℃反應(yīng)24 h.等高壓反應(yīng)釜冷卻過(guò)后用去離子水和乙醇將水熱反應(yīng)得到的材料交替清洗3次，放入電熱鼓風(fēng)干燥箱中80 ℃烘干12 h，從而得到了黃色粉末狀NiFe2O4/SiC.

2 結(jié)果與討論

2.1 催化劑的表征結(jié)果

2.1.1 X射線(xiàn)衍射分析圖1所示為SiC、NiFe2O4/SiC的XRD分析，在衍射角5°～80°的XRD譜圖中，2θ=33.6°(111)、35.6°(200)、59.9°(220)、71.7°(311)、75.4°(222)處為SiC的特征衍射峰，與SiC標(biāo)準(zhǔn)卡片JCPDS#29-1129相對(duì)應(yīng).但是從圖中發(fā)現(xiàn)NiFe2O4/SiC的XRD譜圖中只有SiC的特征衍射峰，并沒(méi)有檢測(cè)到NiFe2O4的衍射峰，也沒(méi)有生成單獨(dú)的鐵氧化物或鎳氧化物，說(shuō)明負(fù)載的NiFe2O4應(yīng)該以非晶態(tài)的形式存在 .這結(jié)果與Du等[4]報(bào)道相似.此外，與SiC相比，NiFe2O4/SiC的衍射峰無(wú)明顯的變化，說(shuō)明NiFe2O4的加入沒(méi)有改變SiC的晶體結(jié)構(gòu).

圖1 SiC和NiFe2O4/SiC的XRD圖Fig.1 XRD patterns of SiC and NiFe2O4/SiC

2.1.2 催化劑的SEM分析對(duì)NiFe2O4進(jìn)行了掃描電子顯微鏡(SEM)分析.催化劑的形貌結(jié)果如圖2所示.(a)和(b)分別是SiC在200 nm和500 nm的形貌，SiC成顆粒狀，且整體分布較均勻.圖中的(c)和(d)分別是NiFe2O4/SiC在200 nm和500 nm的形貌，與(a)和(b)比較，可以發(fā)現(xiàn)NiFe2O4/SiC的顆粒比SiC要明顯大許多，且有大量的顆粒團(tuán)聚生長(zhǎng)在一起，可以明顯地觀(guān)察到有物質(zhì)成功地負(fù)載于SiC上形成了球狀顆粒.

圖2 SiC(a)和(b)、NiFe2O4/SiC(c)和(d)的SEM圖Fig.2 SEM images of SiC (a) and (b), NiFe2O4/SiC (c) and (d)

材料NiFe2O4/SiC的EELS mapping表征結(jié)果如圖3所示，從圖中可以看到Fe和Ni均勻地負(fù)載于SiC上，并且m(Fe)∶m(Ni)≈2∶1.

圖4 SiC、NiFe2O4/SiC的氮?dú)馕?脫附曲線(xiàn)圖Fig.4 Nitrogen adsorption-desorption curves of SiC, NiFe2O4/SiC

2.1.3 氮?dú)馕?脫附曲線(xiàn)分析SiC、NiFe2O4/SiC氮?dú)馕?脫附曲線(xiàn)如圖4所示.根據(jù)BDDT分類(lèi)方法可以知道，SiC、NiFe2O4/SiC都是屬于典型的Ⅳ類(lèi)等溫線(xiàn)H3型回滯環(huán).均為介孔結(jié)構(gòu).由表1可知，與SiC相比，NiFe2O4/SiC復(fù)合材料的孔體積和比表面積提升了5倍以上，表明SiC上有物質(zhì)成功負(fù)載，使其比表面積增大.同時(shí)也表明其表面上具有更加豐富的介孔，可以為催化反應(yīng)提供更多的吸附活性位點(diǎn).

表1 各催化劑的BET結(jié)果分析

2.1.4 X射線(xiàn)光電子能譜分析對(duì)NiFe2O4/SiC進(jìn)行了X射線(xiàn)光電子能譜分析，結(jié)果如圖5所示.圖5(a)為催化劑NiFe2O4/SiC的XPS全譜圖，測(cè)試結(jié)果表明催化劑中存在Si、C、O、Fe、Ni元素，圖5(b)為催化劑NiFe2O4/SiC的Fe 2p XPS圖譜，結(jié)合能峰位位于710.6 eV和723.9 eV,分別對(duì)應(yīng)于Fe 2p3/2和Fe 2p1/2的自旋軌道電子，這是Fe2+的特征峰[5].結(jié)合能峰位位于712.6 eV和726.1eV，分別對(duì)應(yīng)于Fe 2p3/2和Fe 2p1/2的自旋軌道電子，這是Fe3+的特征峰[5].另外718.2 eV處為衛(wèi)星振動(dòng)峰.圖5(c)為NiFe2O4/SiC的Ni 2p XPS圖譜.結(jié)合能峰位位于853.9 eV和871.7 eV，分別對(duì)應(yīng)于Ni 2p3/2和Ni 2p1/2的自旋軌道電子，這是Ni2+的特征峰[6].結(jié)合能峰位位于855.5 eV和873.3 eV，分別對(duì)應(yīng)于Ni 2p3/2和Ni 2p1/2的自旋軌道電子，這是Ni3+的特征峰[6].另外861.0 eV和879.5 eV處是它的兩個(gè)衛(wèi)星振動(dòng)峰.圖5(d)為NiFe2O4/SiC的O1s XPS圖譜.圖中有著O1、O2和O33種氧物種，結(jié)合能為531.0 eV的擬合峰O1是典型的金屬-氧鍵，結(jié)合能為531.9 eV的擬合峰O2對(duì)應(yīng)材料中小尺寸粒子大量的氧缺陷位.結(jié)合能為532.7 eV的擬合峰O3歸因于材料表面上或者層中大量物理-化學(xué)吸附水分子[6].上述XPS結(jié)果表明，所制備的催化劑NiFe2O4/SiC表面金屬以混合價(jià)態(tài)存在，為Fe2+、Fe3+、Ni2+和Ni3+.

圖5 (a)NiFe2O4/SiC的XPS全譜圖；(b)NiFe2O4/SiC的Fe 2p XPS圖譜；(c)NiFe2O4/SiC的Ni 2p XPS圖譜；(d)NiFe2O4/SiC的O1s XPS圖譜Fig.5 (a) XPS full spectrum of NiFe2O4/SiC；(b) Fe 2P XPS map of NiFe2O44/SiC；(c) Ni 2P XPS map ofNiFe2O4/SiC； (d) O1s XPS spectra of NiFe2O4/SiC

2.2 催化性能試驗(yàn)

2.2.1 催化劑不同負(fù)載量對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果NiFe2O4/SiC催化劑上不同的金屬負(fù)載量對(duì)雙酚A降解效率影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖6所示.

圖6 不同負(fù)載量下BPA的降解率圖(實(shí)驗(yàn)反應(yīng)條件：催化劑量：4 g/L； H2O2量：3 mL/L；溶液pH=6； 微波功率：400 W； BPA濃度：20 mg/L)Fig.6 Degradation rate of BPA under differentloads (Experimental reaction conditions: catalytic dose: 4 g/L；amount of H2O2:3 mL/L；solution pH = 6；microwave power: 400 W；BPA concentration: 20 mg/L)

催化劑上金屬的負(fù)載并不是越多越好，當(dāng)金屬負(fù)載超過(guò)一定的量時(shí)，反而會(huì)降低催化劑對(duì)雙酚A的降解效果.可能是過(guò)多的金屬會(huì)堆積在一起，反而減少了催化劑的反應(yīng)活性位點(diǎn).最后選擇了金屬負(fù)載量為40%的催化劑為該反應(yīng)較優(yōu)的催化劑.

2.2.2 單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果

1) 溶液pH值的影響分析 微波輔助NiFe2O4/SiC Fenton反應(yīng)中溶液pH值的不同對(duì)雙酚A降解效率影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖7所示.溶液的酸堿度對(duì)該反應(yīng)的降解效率影響很大，在酸性條件下，雙酚A的降解效果和速率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于堿性條件.所以選擇雙酚A溶液的pH值等于3來(lái)作為微波輔助Fenton反應(yīng)的較優(yōu)pH.

圖7 溶液不同pH下BPA的降解率圖(實(shí)驗(yàn)反應(yīng)條件：40%金屬負(fù)載的催化劑量：4 g/L；H2O2量：3 mL/L；微波功率：400 W；BPA濃度：20 mg/L)Fig.7 Degradation rates of BPA at different pH values of the solution (Experimental reaction conditions: catalytic dose of 40% metal load: 4 g/L；amount of H2O2:3 mL/L；microwave power: 400 W；BPA concentration: 20 mg/L)

2) 催化劑投加量的影響分析 微波輔助 NiFe2O4/SiC Fenton反應(yīng)中催化劑的投加量對(duì)雙酚A降解效率影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖8所示.由圖8可知，微波輔助Fenton反應(yīng)的活性位點(diǎn)會(huì)隨著催化劑的投加量增多而增加，從降解效率以及實(shí)際應(yīng)用的成本方面考慮，選擇4 g/L的投加量來(lái)作為微波輔助Fenton反應(yīng)的較優(yōu)催化劑投加量.

圖8 不同催化劑用量下BPA的降解率圖(實(shí)驗(yàn)反應(yīng)條件：溶液pH=3；H2O2量：3 mL/L；微波功率：400 W;；BPA濃度：20 mg/L)Fig.8 Degradation rates of BPA under different catalyst dosages (Experimental reaction conditions: solution pH=3；amount of H2O2:3 mL/L；microwave power: 400 W；BPA concentration: 20 mg/L)

3) 氧化劑H2O2濃度的影響分析 微波輔助NiFe2O4/SiC Fenton反應(yīng)中氧化劑H2O2的投加量對(duì)雙酚A降解效率影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖9所示.由圖9可知，雙酚A的降解率隨著H2O2的投加量的增加而增加，從降解效率以及實(shí)際應(yīng)用的成本方面來(lái)考慮，選擇3 mL/L的濃度作為微波輔助Fenton反應(yīng)較優(yōu)的氧化劑投加量.

圖9 不同H2O2濃度下BPA的降解率圖(實(shí)驗(yàn)反應(yīng)條件：溶液pH=3；40%金屬負(fù)載的催化劑：4 g/L ； 微波功率：400 W；BPA濃度：20 mg/L)Fig.9 Degradation rates of BPA at different H2O2 concentrations (Experimental reaction conditions: solution pH=3；catalyst with 40% metal load: 4 g/L；microwave power: 400 W；BPA concentration: 20 mg/L)

4) 微波功率的影響分析 微波輔助NiFe2O4/SiC Fenton反應(yīng)中微波功率對(duì)雙酚A降解效率影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖10所示.

由圖10可知，當(dāng)微波功率增強(qiáng)時(shí)，雙酚A的降解效率也隨著增加.從催化劑的穩(wěn)定性和實(shí)際應(yīng)用成本來(lái)考慮，選擇400 W作為微波輔助Fenton反應(yīng)的較優(yōu)微波功率.

圖10 不同微波功率下BPA的降解率圖(實(shí)驗(yàn)反應(yīng)條件：溶液pH=3；40%金屬負(fù)載的催化劑：4 g/L ；H2O2量：3 mL/L；BPA濃度：20 mg/L)Fig.10 Degradation rate of BPA under different microwave power (Experimental reaction conditions: solution pH=3；catalyst with 40% metal load: 4 g/L；amount of H2O2:3 mL/L；BPA concentration: 20 mg/L)

2.2.3 不同工藝對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果為了研究催化劑NiFe2O4/SiC的催化活性，在較優(yōu)反應(yīng)條件下測(cè)試了不同反應(yīng)體系對(duì)雙酚A的降解效果，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖11所示.

圖11 不同反應(yīng)體系對(duì)雙酚A的降解圖(a)單獨(dú)NiFe2O4/SiC; (b) 單獨(dú)H2O2； (c)單獨(dú)微波；(d)微波+ NiFe2O4/SiC；(e)微波+ H2O2；(f)NiFe2O4/SiC+ H2O2；(g)油浴加熱+ NiFe2O4/SiC+ H2O2；(h)微波+ NiFe2O4/SiC+ H2O2；反應(yīng)條件：BPA:20 mg/L；H2O2濃度:3 mL/L；催化劑的量 ：4 g/L； pH=3；微波功率：400 WFig.11 Degradation of BPA by different reaction systems(a) NiFe2O4/SiC alone;(b) H2O2 alone;(c) microwave alone;(d) Microwave + NiFe2O4/SiC;(e) Microwave + H2O2;(f) NiFe2O4/SiC+ H2O2;(g) Oil bath heating + NiFe2O4/SiC+ H2O2;(h) Microwave + NiFe2O4/SiC+ H2O2;Reaction conditions: BPA:20 mg/L;H2O2 concentration :3 mL/L;Amount of catalyst: 4 g/L;PH = 3;Microwave power: 400 W

由圖11可知，在單獨(dú)加入催化劑、氧化劑和微波時(shí)，雙酚A的降解率分別是41.21%、3.2%和2.8%,其中單純的催化劑可能主要是吸附.說(shuō)明單獨(dú)的反應(yīng)體系下，雙酚A的降解效果很差.還說(shuō)明雙酚A降解的主要途徑并不是催化劑的吸附作用，而是它們之間相互協(xié)同的反應(yīng).在微波+催化劑的反應(yīng)體系中，可以明顯看到在反應(yīng)時(shí)間2～4 min的過(guò)程中，雙酚A的降解率有所下降，這是因?yàn)槲⒉ǖ妮椛鋸?qiáng)，催化劑和反應(yīng)溶液升溫較快，催化劑上吸附的雙酚A又脫附到了反應(yīng)溶液中，并且在4～10 min的過(guò)程中，雙酚A的降解率沒(méi)有什么變化，說(shuō)明單獨(dú)的微波+催化劑的反應(yīng)體系的催化氧化能力不強(qiáng).在微波+H2O2的反應(yīng)體系中，相比于單獨(dú)的微波和H2O2的反應(yīng)體系，雙酚A的降解率有著明顯的提高，說(shuō)明在微波輻射下H2O2的催化氧化能力得到了加強(qiáng).在NiFe2O4/SiC+H2O2反應(yīng)體系中，雙酚A的降解率有了明顯的提高，達(dá)到了70%，這是由于催化劑和H2O2之間產(chǎn)生了Fenton反應(yīng)，產(chǎn)生了·OH催化氧化降解了雙酚A，但是由于催化劑的活化能力不夠強(qiáng)，H2O2的利用率不夠高，所以不能完全降解雙酚A.在油浴加熱+NiFe2O4/SiC+H2O2反應(yīng)體系中，相比于NiFe2O4/SiC+H2O2反應(yīng)體系，雙酚A的降解率有了些許的提高，達(dá)到了78%，這是因?yàn)橛驮〖訜崾拐麄€(gè)反應(yīng)體系的溫度升高，從而加快了化學(xué)反應(yīng)速率，增強(qiáng)了降解效果.但是和微波+NiFe2O4/SiC+H2O2反應(yīng)體系相比，雙酚A的降解效果還是相差較大.在微波+NiFe2O4/SiC+H2O2反應(yīng)體系中，雙酚A在8 min降解率就達(dá)到了100%.說(shuō)明微波在反應(yīng)中不僅僅是起到加熱作用，它與催化劑NiFe2O4/SiC和氧化劑H2O2還形成了協(xié)同作用，促進(jìn)了整個(gè)反應(yīng)的進(jìn)程，共同將雙酚A降解.

2.2.4 催化劑的重復(fù)利用實(shí)驗(yàn)結(jié)果在最佳反應(yīng)條件下，通過(guò)催化劑NiFe2O4/SiC降解雙酚A的5次循環(huán)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究該催化劑的穩(wěn)定性，結(jié)果如圖12所示.

圖12 最佳反應(yīng)條件下催化劑NiFe2O4/SiC降解雙酚A的循環(huán)實(shí)驗(yàn)圖Fig.12 Cycle experiment diagram of degradation of bisphenol A by catalyst NiFe2O4/SiC under optimal reaction conditions

由圖12可知，催化劑NiFe2O4/SiC在進(jìn)行5次循環(huán)試驗(yàn)后，其對(duì)雙酚A的降解率仍在8 min時(shí)達(dá)到了100%.所以可知催化劑NiFe2O4/SiC在微波輔助Fenton反應(yīng)體系中比較穩(wěn)定，有利于催化劑的實(shí)際應(yīng)用.

2.2.5 礦化率實(shí)驗(yàn)結(jié)果礦化率實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖13所示，反應(yīng)最終的礦化率達(dá)到了64%；礦化率越高，說(shuō)明有機(jī)污染物降解得越徹底，催化劑的催化氧化能力越強(qiáng).

圖13 最佳反應(yīng)條件下催化劑NiFe2O4/SiC降解雙酚AFig.13 Degradation of bisphenol A by catalyst NiFe2O4/SiC under optimal reaction conditions

2.2.6 自由基清除實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)催化劑NiFe2O4/SiC降解雙酚A的活性自由基捕獲實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖14所示.

圖14 在最佳反應(yīng)條件下捕獲劑(a)叔丁醇(·OH捕獲劑)、(b)草酸銨(h+捕獲劑)、(c)對(duì)苯醌(O2·-捕獲劑)對(duì)催化劑NiFe2O4/SiC降解雙酚A的影響Fig.14 Effect of trapping agent (a) tert-butanol (·OH trapping agent)，(b) ammonium oxalate (h+ trapping agent)，(c) benzoquinone (O2·- trapping agent) on degradation of bisphenol A by catalyst NiFe2O4/SiC under optimal reaction conditions

如圖14(a)所示，叔丁醇對(duì)·OH的最大抑制率高達(dá)80%，說(shuō)明·OH對(duì)雙酚A的降解在整個(gè)反應(yīng)體系中占主要地位.·OH是本反應(yīng)體系的主要活性自由基之一.

如圖14(b)所示，草酸銨對(duì)空穴(h+)的最大抑制率達(dá)到了39.85%.說(shuō)明整個(gè)反應(yīng)體系中，空穴(h+)對(duì)雙酚A的降解也起到了一部分作用，空穴(h+)在本反應(yīng)體系起次要作用.

如圖14(c)所示，對(duì)苯醌對(duì)O2·-的最大抑制率為8%.因此可知，O2·-在本反應(yīng)體系中不占主要作用，O2·-不是本反應(yīng)體系的主要活性自由基.

基于以上研究，提出了微波輔助NiFe2O4/SiC Fenton降解雙酚A的簡(jiǎn)化機(jī)理圖，相關(guān)的機(jī)理圖如圖15所示.

圖15 微波輔助NiFe2O4/SiCFenton降解雙酚A的簡(jiǎn)化機(jī)理圖Fig.15 Simplified mechanism diagram of microwave-assisted NiFe2O4/SiC Fenton degradation of bisphenol A

如圖15所示，當(dāng)催化劑受到微波輻射時(shí)，催化劑上的NiO會(huì)吸收微波，在微波的誘導(dǎo)下產(chǎn)生空穴-電子對(duì)，與此同時(shí)，催化劑上的Fe2+與H2O2通過(guò)Fenton反應(yīng)生成·OH和Fe3+.此時(shí)Fenton反應(yīng)所生成的Fe2+捕獲NiO產(chǎn)生的電子，重新生成Fe2+，從而可以保證Fe2+和Fe2+之間的循環(huán)，有利于Fenton反應(yīng)的進(jìn)行，而雙酚A的降解主要靠這部分產(chǎn)生的·OH自由基.除此之外，Ni產(chǎn)生的空穴也會(huì)和水反應(yīng)，生成的·OH自由基，也會(huì)降解一部分雙酚A.還有就是碳化硅吸收微波產(chǎn)生高溫“熱點(diǎn)”，從而分解雙酚A，但是這部分的反應(yīng)很少[7-8].因此，在本反應(yīng)體系中，參與催化氧化雙酚A反應(yīng)的主要是·OH和h+，以達(dá)到降解雙酚A的目的.

3 結(jié)論

(1) 在pH=3，催化劑投加量為4 g/L，H2O2濃度為3 mL/L，微波功率為400 W的初始條件下.反應(yīng)8 min，20 mg/L的雙酚A廢水的降解率為100%，礦化率為64%.

(2) 比較了不同反應(yīng)體系中雙酚A的去除：①單獨(dú)NiFe2O4/SiC; ② 單獨(dú)H2O2；③單獨(dú)微波；④微波+NiFe2O4/SiC；⑤微波+H2O2；⑥NiFe2O4/SiC+H2O2；⑦油浴加熱+NiFe2O4/SiC+H2O2；⑧微波+NiFe2O4/SiC+H2O2；8種不同條件下雙酚A的去除率依次為41.21%、3.2%、2.8%、17.3%、16%、70%、78%、100%.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在微波輔助Fenton降解雙酚A體系中，催化劑、氧化劑和微波都是必須存在的，缺一不可，而微波也不僅僅只是加熱方法，它還與催化劑和氧化劑之間存在協(xié)同作用，共同催化氧化降解雙酚A.

(3) NiFe2O4/SiC催化劑穩(wěn)定性好，循環(huán)使用5次，雙酚A降解率仍可達(dá)100%，金屬離子溶出實(shí)驗(yàn)中的Fe和Ni離子溶出較少.

(4) 自由基清除實(shí)驗(yàn)表明，微波輔助Fenton降解雙酚A主要?dú)w因于反應(yīng)過(guò)程中生成的·OH和h+.