热力学参数包括标准吉布斯自由能变(ΔGθ)、标准焓变(ΔHθ)和标准熵变(ΔSθ).热力学方程式如下：

　　根据KC的值计算出ΔGθ,用lnKC值对T-1作图,可得到ΔHθ和ΔSθ的值,结果如表5所示.ΔGθ始终为负值并处于0~-20kJmol-1之间,可认为该反应是一个自发进行的物理吸附过程,随着温度的升高ΔGθ数值变大,说明高温下反应更容易进行.ΔHθ为正值,说明该反应过程是吸热反应,温度升高有利于反应的进行,这与之前温度影响结果相符合.ΔSθ为正值,表明铜铁氧体法处理亚甲基蓝废水是一个熵增的过程,反应过程中固液界面吸附的随机性增强.

　　将铜铁氧体法在去离子水中生成的沉淀物与在亚甲基蓝中得到的沉淀物分别进行清洗、冷冻干燥,其FT-IR图谱如图5(a)所示.其红外图谱基本一致,这表明反应过程中没有新的化学键的生成,是一个单纯的物理过程,与热力学分析中的结论相一致.

　　不同时间沉淀物的粒径分析结果如图5(b)所示.可以看出,粒径随着反应时间不断变大,并且粒径变化的速率与图2中亚甲基蓝去除率的变化速率一致,由此推断沉淀物生长的过程应该是染料去除的主要阶段,在这个过程中新生态氧化物逐渐生长,宏观粒径逐渐变大,染料被吸附、卷扫、包裹进入新生成的沉淀物中.

　　30min时的沉淀物经分离、冷冻干燥后在扫描电子显微镜下的观察图像如图5(c)所示.沉淀物是一个多层多孔的结构,此外,测得30min时沉淀物的比表面积为228.7m2g-1.沉淀物多层多孔的结构以及较大的比表面积有效地提高了传质速率,易于染料的去除.

　　图5(d)为该法处理亚甲基蓝后沉淀物的磁分离效果.在外置磁铁的作用下沉淀物能迅速聚集,证实沉淀物具有良好的磁性.

　　已有研究表明,金属氧化物(CuFe2O4等)活化过硫酸盐(或过一硫酸盐)产生的SO4-可有效地氧化降解有机污染物[24~26].向分离的沉淀物中,先加入一定浓度过硫酸钾溶液降解沉淀物中的染料,再将沉淀物在650℃下煅烧3h,采用XRD分析煅烧前后的变化,并与在去离子水中制备的沉淀物进行对比,结果如图6所示.回收的沉淀物经过煅烧晶体结构更加明显,其主要成分为CuFe2O4,还有少量的Fe2O3.与去离子水制备的沉淀物对比发现,两者煅烧前后的谱图基本一致.回收的材料可作为磁分离技术中的磁种或高级氧化技术中的催化剂,可实现资源的回收利用.

　　(1)铜铁氧体法能有效处理多种类型的模拟染料废水,可在60min内达到80%以上的去除率.其对亚甲基蓝、酒石黄、结晶紫、刚果红4种模拟染料废水的处理能力分别达到349.2、382.2、402.5、831.8mgg-1,处理能力与染料分子的带电性质无关,而与分子体积大小相关.

　　(2)铜铁氧体法处理刚果红主要是依靠染料与Fe2+、Cu2+间的络合作用;处理其他3种染料的过程主要依靠物理作用,在铜铁氧体的生成过程中染料分子被吸附、卷扫和包裹进入新生态Fe—Cu氧化物中.

　　(3)铜铁氧体法处理模拟染料废水后的沉淀物进行磁分离、有机物降解纯化、高温煅烧得到CuFe2O4,可作为磁分离技术中的磁种或污染物降解催化剂,顺应了废水处理绿色分离、资源回收的发展方向.(来源：环境科学作者：韩志勇)

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