Abstract The oxidation-precipitation method was used for the synthesis of Fe3O4/AC. The characterization of the catalyst was accomplished by XRD, FT-IR, FE-SEM, BET, and VSM techniques. The obtained results indicated that magnetite nanoparticles were successfully prepared with cubic spinel structures and uniform distribution on the surface of activated carbon by the oxidation-precipitation method. The effect of operating parameters was evaluated to determine the optimum operating condition for the electro-Fenton (EF) removal of catechol as a phenolic pollutant model. At the optimum operating conditions (pH 3, Fe3O4/AC: 0.9 g L−1, Catechol: 8.0 × 10−4 mol L−1 at I: 120 mA), the catechol and COD removal reached 98.2 and 76.1% in 120 min, respectively. Only 2.1% of ferrous and 3.44% of ferric ions were leached into the solution. Regarding the results from utilization of oxidant scavengers (isopropanol and BQ), it can be inferred that hydroxyl radical (responsible for 57% catechol removal) and superoxide anion radical (responsible for 40% catechol removal) is the main oxidants in acidic (pH 3) and basic (pH 10) conditions, respectively. The kinetics of EF removal of catechol was studied and the rate constant for the pseudo-first-order kinetic model was found to be 3.37 × 10−2min−1 (R2 = 0.9924). The GC-MS analysis was carried out to detect the intermediate products and a possible degradation mechanism was proposed. The reusability of Fe3O4/AC was examined for six cycles. It can be concluded that Fe3O4/AC is an applicable ultimate catalyst for EF removal of organic pollutants.

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磁性 Fe3O4/AC 纳米复合材料的氧化沉淀作为电芬顿处理的多相催化剂

摘要 采用氧化-沉淀法合成Fe3O4/AC。催化剂的表征通过XRD、FT-IR、FE-SEM、BET和VSM技术完成。结果表明，通过氧化-沉淀法成功制备了具有立方尖晶石结构并在活性炭表面均匀分布的磁铁矿纳米颗粒。评估了操作参数的影响，以确定电芬顿 (EF) 去除儿茶酚作为酚类污染物模型的最佳操作条件。在最佳操作条件下（pH 3，Fe3O4/AC：0.9 g L-1，儿茶酚：8.0 × 10-4 mol L-1 at I：120 mA），120 分钟内儿茶酚和 COD 去除率分别达到 98.2% 和 76.1% ， 分别。只有 2.1% 的亚铁离子和 3.44% 的三价铁离子被浸出到溶液中。关于氧化剂清除剂（异丙醇和 BQ）的利用结果，可以推断羟基自由基（负责 57% 的邻苯二酚去除）和超氧阴离子自由基（负责 40% 的邻苯二酚去除）是酸性（pH 3 ) 和碱性 (pH 10) 条件。研究了 EF 去除儿茶酚的动力学，发现伪一级动力学模型的速率常数为 3.37 × 10-2min-1 (R2 = 0.9924)。进行GC-MS分析以检测中间产物并提出可能的降解机制。Fe3O4/AC 的可重复使用性被检查了六个循环。可以得出结论，Fe3O4/AC 是一种适用于 EF 去除有机污染物的最终催化剂。可以推断，羟基自由基（负责去除57%的儿茶酚）和超氧阴离子自由基（负责去除40%的儿茶酚）分别是酸性（pH 3）和碱性（pH 10）条件下的主要氧化剂。研究了 EF 去除儿茶酚的动力学，发现伪一级动力学模型的速率常数为 3.37 × 10-2min-1 (R2 = 0.9924)。进行GC-MS分析以检测中间产物并提出可能的降解机制。Fe3O4/AC 的可重复使用性被检查了六个循环。可以得出结论，Fe3O4/AC 是一种适用于 EF 去除有机污染物的最终催化剂。可以推断，羟基自由基（负责去除57%的儿茶酚）和超氧阴离子自由基（负责去除40%的儿茶酚）分别是酸性（pH 3）和碱性（pH 10）条件下的主要氧化剂。研究了 EF 去除儿茶酚的动力学，发现伪一级动力学模型的速率常数为 3.37 × 10-2min-1 (R2 = 0.9924)。进行GC-MS分析以检测中间产物并提出可能的降解机制。Fe3O4/AC 的可重复使用性被检查了六个循环。可以得出结论，Fe3O4/AC 是一种适用于 EF 去除有机污染物的最终催化剂。分别。研究了 EF 去除儿茶酚的动力学，发现伪一级动力学模型的速率常数为 3.37 × 10-2min-1 (R2 = 0.9924)。进行GC-MS分析以检测中间产物并提出可能的降解机制。Fe3O4/AC 的可重复使用性被检查了六个循环。可以得出结论，Fe3O4/AC 是一种适用于 EF 去除有机污染物的最终催化剂。分别。研究了 EF 去除儿茶酚的动力学，发现伪一级动力学模型的速率常数为 3.37 × 10-2min-1 (R2 = 0.9924)。进行GC-MS分析以检测中间产物并提出可能的降解机制。Fe3O4/AC 的可重复使用性被检查了六个循环。可以得出结论，Fe3O4/AC 是一种适用于 EF 去除有机污染物的最终催化剂。