β-FeOOH/SiO2复合非均相Fenton催化剂制备及对甲基橙溶液的降解

陈爽 于萍 李星华 白建军 张林琳

摘要：采用简单、环保的方法合成β-FeOOH/SiO2复合非均相Fenton催化剂，采用红外光谱仪（FT-IR）、X射线衍射仪（XRD）、X射线光电子能谱仪（XPS）、透射电子显微镜（TEM）对催化剂进行表征分析，考察质量比、合成温度和合成时间对催化剂催化活性的影响，通过分析催化剂类型、用量及双氧水用量，探究β-FeOOH/SiO2复合催化剂处理染料废水的最佳工艺条件。结果表明：β-FeOOH/SiO2复合催化剂制备工艺简单，操作条件温和，易于工业化生产；β-FeOOH/SiO2复合催化剂在满足m（β-FeOOH）/m（SiO2）=1∶1，反应温度为90 ℃，反应时间为8 h时，具有最佳的催化活性；在30 ℃条件下，β-FeOOH/SiO2的加入量为5 g/L，过氧化氢的加入量为0.1 L/L时，200 mg/L甲基橙染料废水的去除率最大，达到98.85%，对亚甲基蓝和罗丹明B的去除率分别达到90.44%和99.25%；β-FeOOH/SiO2复合催化剂对染料废水具有良好的降解效果。

关键词：β-FeOOH; 石英砂; 异构芬顿; 染料废水

中图分类号：X 703     文献标志码：A

文章编号：1673-5005（2024）03-0198-09   doi：10.3969/j.issn.1673-5005.2024.03.022

Preparation of heterogeneous Fenton catalyst with β-FeOOH/SiO2 composite and degradation of methyl orange solution

CHEN Shuang1， YU Ping1， LI Xinghua2， BAI Jianjun1， ZHANG Linlin1

（1.College of Chemistry and Chemical Engineering in China University of Petroleum （East China）， Qingdao 266580， China;2.Heze Ecological Environment Monitoring Center in Shandong Province， Heze 474000， China）

Abstract：β-FeOOH/SiO2 composite heterogeneous Fenton catalyst was synthesized by a simple and environmentally friendly method. FT-IR， XRD， XPS， and TEM were used to characterize and analyze the catalyst. The effects of the preparation ratio， synthesis temperature and synthesis time on the catalytic activity of the catalyst were investigated. Through the study of catalyst type and amount， as well as the amount of hydrogen peroxide， the optimal process conditions for the treatment of dye wastewater by β-FeOOH/SiO2 composite catalyst were explored. The results show that The preparation process is simple and the operating conditions is mild， which is easy for industrial production. The β-FeOOH/SiO2 composite catalyst has the best catalytic activity when the mass ratio of β-FeOOH to SiO2 is 1∶1， the reaction temperature is 90 ℃， and the reaction time is 8 h. Under the condition of 30 ℃， when the addition amount of β-FeOOH/SiO2 is 5 g/L and the addition amount of hydrogen peroxide is 0.1 L/L， the removal rate of 200 mg/L methyl orange dye wastewater reaches the maximum of 98.85%. And the removal rates of methylene blue and rhodamine B reach 90.44% and 99.25%， respectively， indicating that the prepared β-FeOOH/SiO2 composite catalyst has a good degradation effect on dye wastewater.

Keywords：β-FeOOH; quartz sand; heterogeneous Fenton; dye wastewater

印染废水结构复杂，毒性强，能长期稳定存在于环境中，是造成水污染的重要污染源［1-2］。甲基橙染料废水是典型的印染废水有机污染物［3］，传统处理方法难以实现对该污染物的高效降解［4］，而高级氧化技术（AOPs）会产生·OH，在水处理过程中可以将水体中的大分子物质降解为低毒或无毒的小分子物质，甚至直接降解为CO2和H2O［5］，是当前处理难降解有机污染物最有前途的手段和方法。高级氧化技术（AOPs）中的Fenton氧化法具有氧化能力强、抗干扰能力强、降解效果好［6］、工艺简单等优点。但也因处理过程产生污泥［7］，需要酸化、中和［8］等缺点，无法实现广泛应用。将活性成分铁离子负载在固体载体上的非均相Fenton氧化技术，有利于有机物在铁颗粒周围形成富集，具有消除或抑制氢氧化铁污泥形成［9-10］和易于分离［11］等优点。同时对铁进行固定，能有效避免均相体系中铁离子流失、二次污染等缺点［12］，有效避免均相Fenton体系的缺点。β-FeOOH制备简单，生产成本低，晶体粒子分布均匀［11］，具有较大的轨道型结构，铁原子与骨架紧密结合［13］，比表面积大［14］，孔隙分布窄［15］，化学性质相当稳定［16-18］，是多相体系中最有前途的催化剂。SiO2是一种化学性质稳定、机械强度高、成本低且易获得的硅酸盐非金属矿物［19］，是一种良好的载体材料［20-21］。笔者开发一种成本低、制备方法更简单、降解过程无需调节pH的多相芬顿催化剂，以甲基橙为目标污染物，探究β-FeOOH/SiO2复合非均相Fenton催化剂降解的最佳工艺条件，并应用于亚甲基蓝和罗丹明B染料的降解。

1 材料与方法

1.1 材料及仪器

试验材料：甲基橙（CP）、无水氯化铁（CP）、过氧化氢（AR，质量分数30%），国药化学试剂有限公司；石英砂（AR），中国天津巴斯夫化工有限公司。

仪器：AL204高精度电子分析天平，梅特勒-托莱多仪器（中国上海）有限公司；DHG-9246A智能电加热恒温鼓风干燥箱，上海齐欣实验仪器有限公司；DF-101S集热器式恒温加热磁力搅拌器，巩义市予华仪器有限责任公司。H2016D高速离心机，上海知信实验仪器技术有限公司; CHA-S气浴恒温振荡器，常州国宇仪器制造有限公司；752N紫外可见分光光度计，上海INESA分析仪器有限公司; VERTEX 70型傅里叶变换红外光谱仪；XPert PROMPD型X射线衍射仪（XRD）， 荷兰PANalytical B V公司；ESCALAB 250Xi型X射线光电子能谱仪（XPS）， ThermoFisher Scientific公司；加速度电压为200 kV的JEM-2100 UHR型透射电子显微镜，采用日本JEOL公司; Micromericits ASAP-2460型比表面积与孔径测定仪，麦克默瑞提克（上海）仪器有限公司。

1.2 β-FeOOH/SiO2的制备

配制一定浓度三氯化铁溶液，在水浴中特定温度下水解，取出铁沉淀，10 000 r/min离心，洗涤干燥得到β-FeOOH。在烧杯中注入蒸馏水，加入β-FeOOH固体粉末，磁力搅拌30  min。根据β-FeOOH与SiO2质量比的不同，加入研磨好的SiO2，后按一定比例加入蒸馏水。经过一定时间的磁力搅拌，将得到的反应溶液转移到水热反应釜，在不同的温度和时间下进行反应，离心、洗涤、干燥，得到β-FeOOH/SiO2复合催化剂。

1.3 催化剂活性评价

取200 mg/L模拟染料废水20 mL移入具塞锥形瓶中，加入0.1 g催化剂和2 mL H2O2（质量分数为30%）溶液，摇匀，置于30 ℃恒温振荡器中，以恒定的摇速降解。在预定的时间间隔内，离心稀释，用紫外分光光度计测量模拟染料废水在最大吸收波长处的吸光度。通过测定模拟染料废水的标准曲线计算降解溶液中剩余染料废水的浓度。染料去除率（R）计算公式为

R=（M0-Mi）/M0.（1）

式中，M0为染料的初始质量，g;Mi为反应后染料在溶液中的剩余质量，g。

1.4 表征方法

采用傅里叶变换红外光谱表征材料物相组成，用X射线衍射仪表征材料晶体结构，用X射线光电子能谱仪表征材料元素组成，用透射电子显微镜获得透射电镜（TEM）和高分辨率透射电镜（HRTEM）图像，用比表面积与孔径测定仪测定材料比表面积（BET）和孔隙结构。

2 结果分析

2.1 Fenton催化剂的性能表征

2.1.1 物相组成

采用FT-IR对催化剂进行物相分析，图1为SiO2，β-FeOOH和优化制备条件后制得的β-FeOOH/SiO2的FT-IR光谱图。从图1（a）看出，在1 083和1 175 cm-1处的强且尖锐的吸收峰是Si—O—Si反对称伸缩振动峰。795、779、692和461 cm-1处的吸收峰是Si—O键对称伸缩振动峰。这表明该催化剂的载体为含二氧化硅较多的石英砂，这与陈和生等［22］的研究结果一致。从图1（b）看出，波长3 385和1 618 cm-1处的吸收峰可能归因于被吸收的H2O分子或水合羟基基团的O—H拉伸振动［23］。862和690 cm-1处的吸收峰是β-FeOOH的O—H…Cl振动峰，431 cm-1处的拉伸振动峰是Fe—O—Fe的特征峰［24］，这表明合成的铁矿物为β-FeOOH。图1（c）是优化制备条件后制得的β-FeOOH/SiO2非均相Fenton催化剂的傅里叶转换红外光谱，与图1（a）和（b）相比，波长989和862 cm-1处的吸收峰消失，在3 385和1 618 cm-1处的吸收峰发生蓝移，1 755、795、779、692、461、431 cm-1处的吸收峰均减弱，这表明β-FeOOH不仅覆盖了SiO2的表面，而且与SiO2形成强烈的相互作用，且1 175 cm-1处的吸收峰向低波数方向移动，这是由于Fe3+的半径大于Si4+的半径，导致Fe—O的键长大于Si—O的键长，键力常数减小，发生吸收带红移，该结果表明β-FeOOH中的铁成功负载在SiO2表面上形成Si—O—Fe键。

2.1.2 晶体结构

样品的XRD图谱见图2。可以看出：在2θ为20.8°、26.6°、36.5°、39.4°、40.3°、42.4°、45.8°、50.1°、54.8°、59.9°、64.0°、67.8°、68.1°和68.3°处出现与JCPDS标准数据卡（00-005-0490）一一对应的衍射峰，分别对应SiO2的（100）、（101）、（110）、（102）、（111）、（200）、（201）、（112）、（202）、（211）、（113）、（212）、（203）和（301）晶面；β-FeOOH样品的XRD图谱与四方纤铁矿β-FeOOH的JCPDS标准数据卡（00-034-1266）的衍射峰相吻合，晶胞参数为a0=10.5350 ，b0=10.535 0 ，c0=3.0300 ，并未检测到杂质峰；β-FeOOH/SiO2的XRD图谱中，位于2θ为11.8°、26.7°、34.0°、35.2°和55.9°处出现的衍射峰，分别对应β-FeOOH的（110），（310），（400），（211），（521）晶面，表明β-FeOOH相与SiO2相相混合。与SiO2相相比，β-FeOOH/SiO2样品中SiO2相的衍射峰位置的变化可忽略不计，这表明含铁相并未掺入SiO2晶格中，而是以β-FeOOH的形式沉积在SiO2的晶格表面上。制备的β-FeOOH/SiO2催化剂保留了纯相较高的结晶度，且在催化剂的制备过程中没有发生明显的相变，表明β-FeOOH/SiO2非均相Fenton催化剂已成功合成。

2.1.3 元素组成

对β-FeOOH及β-FeOOH/SiO2非均相Fenton催化剂样品中各种元素的详细化学特征进行了XPS表征分析，其结果见图3。由图3（a）看出，β-FeOOH样品中主要有Fe、O两种元素组成，其质量分数分别为26.16%，73.84%；β-FeOOH/SiO2样品中主要有Fe、O、Si组成，其质量分数分别为10.32%、68.09%、21.59%，表明制得的非均相Fenton催化剂由纯含铁相和纯SiO2相组成，该结论与 XRD图谱的结果非常吻合。制备的非均相芬顿催化剂由纯含铁相和纯SiO2相组成，与XRD图谱的结果一致。由图3（b）看出，铁自旋轨道的耦合作用导致Fe 2p结合能级在711和725 eV附近分裂为2个明显的峰，分别归属于Fe 2p3/2和Fe 2p1/2，在710.7和724.3 eV处的峰值表明β-FeOOH样品中存在Fe2+，β-FeOOH样品在712.4和726.5 eV的峰和718.7、732.9 eV的卫星峰表明，β-FeOOH样品中存在Fe3+。图由3（c）看出，在SiO2载体上负载β-FeOOH制备β-FeOOH/SiO2非均相Fenton催化剂样品后，Fe 2p3/2的峰值从712.4转移到712.5 eV，结合能的轻微增加是由于Fe—O—Si键的形成。加载后Fe 2p的XPS图形状基本不变，Fe2+/Fe3+的强度比从40∶60下降到39∶61，表明将β-FeOOH负载在SiO2载体上依然可以使β-FeOOH中的Fe2+和Fe3+在β-FeOOH/SiO2+H2O2体系中保持良好的催化活性。由图3（d）看出，对于 O 1s 线可以反褶积为5个峰，峰位为529.7、531.1和531.6 eV，它与Fe结合的晶格氧原子（Fe—Olattice）、晶格羟基（Fe—OHlattice）和表面吸附羟基（Fe—OHad）相匹配。由图3（e）和图3（d）看出，加载前后样品的O 1s （Fe—OHlattice）/O 1s （Fe—Olattice）比值分别为1.011和1.005，非常接近预期的化学计量比1.0。在532.8和533.1 eV处出现的新峰属于Si—O—Si和Fe—O—Si键，再次证明β-FeOOH/SiO2中形成了Fe—O—Si键，这与FT-IR的结论一致。

2.1.4 催化剂的TEM和HRTEM

催化剂TEM图谱见图4，其中图4（b）中的插图为复合材料的HRTEM图像。由图4（a）看出，试样的形貌呈纺锤形，分布较为均匀，β-FeOOH纳米颗粒的长度约为490 nm，宽度约为110 nm。由图4（b）看出，图中没有出现明显的单个二氧化硅微球，说明复合材料制备成功，插图所示晶面的晶格间距为5.2 ，可归属于β-FeOOH的（200）面，表明β-FeOOH具有较好的晶体形貌，这与XRD衍射数据一致。由图4（e）看出，催化剂材料中β-FeOOH的结晶度不好，晶型不成熟。由图4（f）看出，合成时间过长，催化剂颗粒间的团聚现象严重，影响催化活性。因此合成时间过长或过短得到的β-FeOOH/SiO2非均相Fenton催化剂结晶度较差，不能有效地降解甲基橙染料。结合分析选择合成时间8 h作为β-FeOOH/SiO2非均相Fenton催化剂的最佳制备条件。

2.1.5 催化剂比表面积和孔隙结构

通过测定低温氮气吸附/解吸，可以得到样品的比表面积、孔体积、平均孔径等结构特征（表1）。采用氮吸附-脱附等温线和Barrett-Joyner-Halenda （BJH）法测定样品的孔径分布， 结果见图5，其中图5（a）～（c）为N2吸附-解吸等温线；图5（d）～（f）为全孔径分布曲线，可以看出，制备的样品含有大量的介孔结构和少量的微孔结构。图5（b）等温线表征的样品为介孔，β-FeOOH样品在pr=0.8时开始出现解吸过程的迟滞环，而β-FeOOH /SiO2催化剂样品在pr=0.4时开始出现解吸过程的迟滞环。结果表明，负载前后的催化剂样品均为介孔结构，符合Ⅳ型等温线和H3型迟滞环的特征。H3迟滞等温线上没有明显的饱和吸附平台，表明催化剂样品加载前后的孔结构是不规则的。m（β-FeOOH）/m（SiO2）=1∶1催化剂的滞后环比β-FeOOH和m（β-FeOOH）/m（SiO2）=1∶2催化剂的滞后环宽得多，表明m（β-FeOOH）/m（SiO2）=1∶1催化剂形成了更多的多孔结构和更大的比表面积。由全孔径分布曲线可以看出，β-FeOOH样品的孔径主要分布在2～10 nm的介孔范围内，少量大孔的存在可能是由于β-FeOOH纳米棒之间的间隙造成的。m（β-FeOOH）/m（SiO2）=1∶1的试样孔径主要分布在2～40 nm的介孔范围内，m（β-FeOOH）/m（SiO2）=1∶2的试样孔径主要分布在2～30 nm的介孔范围内，表明加载SiO2前后试样中存在大量介孔结构。加载前后催化剂样品的结构参数如表1所示。将β-FeOOH负载在SiO2上可以使β-FeOOH/SiO2样品的比表面积从13.65 m2/g增加到31.52 m2/g，这可能是由于β-FeOOH负载过程中释放了阻塞的孔或产生了新的孔，从而为β-FeOOH/SiO2催化剂提供了更多与污染物分子接触的活性位点。因此，m（β-FeOOH）/m（SiO2）=1∶1非均相Fenton催化剂在甲基橙染料废水去除实验中具有较好的效果。催化剂样品的平均孔径由14.13 nm减小到8.70 nm，表明β-FeOOH成功地进入了SiO2形成的大孔中，形成了更多的中孔，使得β-FeOOH/SiO2的孔结构更好。而m（β-FeOOH）/m（SiO2）=1∶2比表面积变化不明显，平均孔径明显增大，导致样品活性位点低，整体性能较差。

2.2 Fenton催化剂制备条件优化

不同质量比的β-FeOOH和SiO2制备的催化剂对甲基橙染料去除率的影响见图6。可以看出，β-FeOOH与石英砂结合制备的催化剂对甲基橙染料的处理效果，明显优于β-FeOOH单独制备的催化剂。

石英砂的加入为β-FeOOH提供了附着位点，并保留了其自身的滤留能［25］。与β-FeOOH复合后，改变自身的电荷，增加自身表面的活性吸附位点，增强其表面的比表面积和吸附能力，再利用静电吸附的方法去除水中的甲基橙染料［26］。当β-FeOOH与SiO2/为1∶1时，得到的催化剂具有最佳的催化活性，对甲基橙染料的去除率最高。这可能是因为催化剂中载体比例的降低，会导致活性成分含量和物料比表面积的增加相对较大，所以在相同的降解条件下，其催化活性相对较好。因此本文中选择β-FeOOH/SiO2为1∶1的样品作为非均相Fenton催化剂降解染料废水。

2.3 Fenton催化剂降解条件优化

2.3.1 β-FeOOH/SiO2投加量对甲基橙染料去除率的影响

添加0、2.5、5、7.5 g/L β-FeOOH/SiO2催化剂对甲基橙染料去除率的影响见图7。可以看出，无催化剂体系对甲基橙的去除率明显低于有催化剂体系，这意味着体系中仅过氧化氢不足以分解产生足够的羟基自由基来降解甲基橙染料。随着催化剂投加量的增加，甲基橙的去除率也增加，但当催化剂投加量超过5 g/L时，甲基橙的去除率变化不大。这可能是由于催化剂的量不同导致的。体系中的催化活性位点增加，可以促进过氧化氢产生更多的羟基自由基，进而引发自由基链反应，攻击有机分子，加速甲基橙染料的降解。但如果催化剂使用过多，可能会导致反应悬浮液产生较强的屏蔽作用，降低甲基橙的降解效率［27］。因此体系中催化剂的最佳添加量为5 g/L。

2.3.2 H2O2投加量对甲基橙染料去除率的影响

H2O2添加量为0、0.05、0.1、0.15 L/L时对甲基橙染料去除率的影响见图8。可以看出，当体系中不添加过氧化氢时，随着降解时间的增加甲基橙的去除率呈现先增加后略有降低的趋势。这说明当体系中只有催化剂时，带正电的氧化铁会吸附甲基橙染料分子中带负电的-SO3Na酸基，具有脱色作用。吸附达到平衡后会出现轻微的解吸现象，去除率会先升高后略有降低。随着双氧水加入量的增加，甲基橙的去除率整体呈上升趋势，但双氧水加入量继续增加（当双氧水加入量为0.15 L/L时），甲基橙的去除率反而下降。这可能是因为过氧化氢量的增加会增加体系中产生的羟基自由基，从而加速染料分子的降解。而过量的过氧化氢会导致体系中羟基自由基过多，使·OH发生积累反应，即·OH +·OH→H2O2 ［28］。此外，过量的H2O2也是甲基橙降解活性颗粒·OH的捕集剂［29］，即·OH + H2O2→H2O + HO2·［28］。因此在体系中加入过多的过氧化氢不利于甲基橙的降解，确定过氧化氢的最佳添加量为0.1 L/L。

2.4 Fenton催化剂降解效果评价

在最佳工艺条件下，β-FeOOH/SiO2复合非均相Fenton催化剂对不同染料的降解效果见图9。在最佳工艺条件下，β-FeOOH/SiO2复合非均相Fenton催化剂对甲基橙、亚甲基蓝、罗丹明B染料废水的去除率超过90%。制备的β-FeOOH/SiO2复合非均相Fenton催化剂对染料废水具有良好的降解效果，具有广泛的应用前景，有望实现工业化生产。

3 结 论

（1）当m（β-FeOOH）/m（SiO2）=1∶1，反应温度为90 ℃，反应时间为8 h时，β-FeOOH/SiO2复合催化剂的催化活性最佳。

（2）β-FeOOH/SiO2的加入量为5 g/L，过氧化氢的加入量为0.1 L/L，温度为30 ℃时，200 mg/L甲基橙染料废水的去除率最大，可达到98.85%。在相同条件下，该材料对亚甲基蓝和罗丹明B的去除率分别达到90.44%和99.25%。

参考文献：

［1］ QIU M， JIANG Q， YANG S， et al. Effects of operational parameters on the decolorization of C.I.acid blue 9 by Fenton oxidation process［J］. IEEE， 2010，2：19-24.

［2］ JAFARI H， AFSHAR S， ZABIHI O， et al. Enhanced photocatalytic activities of TiO2-SiO2 nanohybrids immobilized on cement-based materials for dye degradation［J］. Research on Chemical Intermediates， 2016，42（4）：2963-2978.

［3］ 王成成.改性活性白土的制备及对甲基橙染料废水的处理研究［D］.西安：陕西师范大学，2012.

WANG Chengcheng. Preparation of modified active clay and treatment of methyl orange dye wastewater［D］. Xian： Shaanxi Normal University， 2012.

［4］ 何文妍.新型电芬顿法在苯酚及甲基橙废水中的应用研究［D］.西安：陕西师范大学，2013.

HE Wenyan. Study on the application of a new electric Fenton process in wastewater of phenol and methyl orange［D］. Xian： Shaanxi Normal University，2013.

［5］ PLIEGO G， ZAZO J A， PATRICIA G-M， et al. Trends in the intensification of the Fenton process for wastewater treatment： an overview［J］. Critical Reviews in Environmental Science and Technology， 2015，45（24）：2611-2692.

［6］ ZHANG M H， DONG H， ZHAO L， et al. A review on Fenton process for organic wastewater treatment based on optimization perspective［J］. Science of the Total Environment， 2019，670：110-121.

［7］ ZHANG P P， WEI R X， XING-HUI L I. Research on processing wastewater from organic silicone production by Fenton oxidation technology［J］. Guangzhou Chemical Industry， 2016，44（16）：93-95.

［8］ GANIYU S O， ZHOU M， MARTINEZ-HUITLE C A. Heterogeneous electro-Fenton and photoelectro-Fenton processes： a critical review of fundamental principles and application for water/wastewater treatment［J］. Applied Catalysis B： Environmental， 2018，235：103-129.

［9］ NIDHEESH P V. Hterogeneous Fenton catalysts for the abatement of organic pollutants from aqueous solution： a review［J］. Cheminform， 2015，5（51）：40552-40577.

［10］ 俞乙平，林少华，钱子姣.活化H2O2的芬顿/类芬顿体系的研究现状［J］.应用化工，2022，51（4）：1101-1108，1115.

YU Yiping， LIN Shaohua， QIAN Zijiao. Research status of Fenton /Fenton-like system for activating H2O2［J］. Applied Chemical Industry， 2022，51（4）：1101-1108，1115.

［11］ IZABELA S X P， PEDRO H V V P， JAKELYNE V C， et al. Nanostructured δ-FeOOH： an efficient Fenton-like catalyst for the oxidation of organics in water［J］. Applied Catalysis B： Environmental， 2012，119（120）：175-182.

［12］ BELLO M M， RAMAN A A. Performance of fluidized bed Fenton process in degrading acid blue 113［J］. Iop Conference， 2017，12（6）：210.

［13］ MOHAPATRA M， MOHAPATRA L， ANAND S， et al. One-pot synthesis of high surface area nano-akaganeite powder and its cation sorption behavior［J］. Journal of Chem Eng Data， 2010，55（4）：1486-1491.

［14］ VILHUNEN S， SILLANP M. Recent developments in photochemical and chemical AOPs in water treatment： a mini-review［J］. Reviews in Environmental Science & Bio/Technology， 2010，9（4）：323-330.

［15］ MUHAMMAD I， CHEN Z， ZHU C， et al. In situ growth of β-FeOOH on hierarchically porous carbon as anodes for high-performance lithium-ion batteries［J］. Electrochimica Acta， 2018，283：401-409.

［16］ XU Z， YU Y， DI F， et al. Microwave-ultrasound assisted synthesis of β-FeOOH and its catalytic property in a photo-Fenton-like process［J］. Ultrasonics Sonochemistry， 2015，27（1）：287-295.

［17］ 董伟强，李若林，倪雅萍，等.β-FeOOH的合成及其对阴离子染料酸性橙Ⅱ的吸附特性［J］.环境工程，2019，37（4）：83-89.

DONG Weiqiang， LI Ruolin， NI Yaping， et al. Synthesis of β-FeOOH and adsorption mechanism of anionic dyes acidic orange Ⅱ［J］. Environmental Engineering， 2019，37（4）：83-89.

［18］ XIAO F， LI W， FANG L， et al. Synthesis of akageneite （β-FeOOH）/reduced graphene oxide nanocomposites for oxidative decomposition of 2-chlorophenol by Fenton-like reaction［J］. Journal of Hazardous Materials， 2016，308：11-20.

［19］ BAHADUR J， SEN D， MAZUMDER S， et al. One-step fabrication of thermally stable TiO2/SiO2 nanocomposite microspheres by evaporation-induced self-assembly［J］. Langmuir the Acs Journal of Surfaces & Colloids， 2012，28（31）：11343-11353.

［20］ PRATIWI J， LIN J Y， MAHASTI N， et al. Fluidized-bed synthesis of iron-copper bimetallic catalyst （FeⅢCuⅠ@SiO2） for mineralization of benzoic acid in blue light-assisted Fenton process［J］. Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers， 2021，119：60-69.

［21］ HONG S S， MAN S L， PARK S S， et al. Synthesis of nanosized TiO2/SiO2 particles in the microemulsion and their photocatalytic activity on the decomposition of p-nitrophenol［J］. Catalysis Today， 2003，87（1/2/3/4）：99-105.

［22］ 陈和生，孙振亚，邵景昌.八种不同来源二氧化硅的红外光谱特征研究［J］.硅酸盐通报，2011，30（4）：934-937.

CHEN Hesheng， SUN Zhenya， SHAO Jingchang. Investigation on FT-IR spectroscopy for eight different sources of SiO2［J］. Bulletin of the Chinese Ceramic Society， 2011，30（4）：934-937.

［23］ WEI C， NANN Z. Effects of experimental conditionsonone-dimensional single-crystal nano structure of β-FeOOH［J］. Mater Chem Phys， 2011，127（1/2）：220-226.

［24］ 程琳.孔道结构铁矿物的改性及其在污染治理中的应用［D］.扬州：扬州大学，2017.

CHENG Lin. Modification of pore structure iron minerals and its application in pollution control［D］. Yangzhou： Yangzhou University，2017.

［25］ 豆婵婵.石英砂负载壳聚糖及CTAB改性麦秸秆对甲基橙和刚果红的吸附研究［D］.郑州：郑州大学，2011.

DOU Chanchan. A Study on the adsorption property of methyl orange and congo red by chitosan immobilized on quartz sand and CTAB motified wheat staw［D］. Zhengzhou： Zhengzhou University，2011.

［26］ BENJAMIN M M， SLETTEN R S， BAILEY R P， et al. Sorption and filtration of metals using iron-oxide-coated sand［J］. Water Research， 1996，30（11）：2609-2620.

［27］ XU Z， ZHANG M， WU J， et al. Visible light-degradation of azo dye methyl orange using TiO2/β-FeOOH as a heterogeneous photo-Fenton-like catalyst［J］. Water Science & Technology， 2013，68（10）：2178-2185.

［28］ 高真，雷国元，姜成春.Si-FeOOH非均相Fenton降解活性艳红MX-5B的效能研究［J］.环境科学学报，2011，31（4）：765-769.

GAO Zhen， LEI Guoyuan， JIANG Chengchun. Degradation of reactive red MX-5B by heterogeneous Fenton reaction over Si-FeOOH［J］. Acta Scientiae Circumstantiae， 2011，31（4）：765-769.

［29］ CHEN J Q， WANG D， ZHU M X， et al. Study on degradation of methyl orange using pelagite as photocatalyst［J］. Journal of Hazardous Materials， 2006，138（1）：182-186.

（编辑 刘为清）

基金项目：国家自然科学基金项目（22078366）

第一作者及通信作者：陈爽（ 1973- ），女，副教授，硕士，研究生导师，研究方向为化学工程、水处理及固废处理 。E-mail：chsh1030@163.com。

引用格式：陈爽，于萍，李星华，等.β-FeOOH/SiO2复合非均相Fenton催化剂制备及对甲基橙溶液的降解［J］.中国石油大学学报（自然科学版），2024，48（3）：198-206.

CHEN Shuang， YU Ping， LI Xinghua， et al. Preparation of heterogeneous Fenton catalyst with β-FeOOH/SiO2 composite and degradation of methyl orange solution［J］.Journal of China University of Petroleum（Edition of Natural Science），2024，48（3）：198-206.