铁基磁性材料是一种很有前景的催化剂,通过外加磁场可以方便地回收,很有可能成为各种催化反应的理想催化剂。本实验中,MnFe₂O₄纳米颗粒和不同掺杂比例的MnFe₂O₄/生物炭复合材料制备成功并用于催化H₂O₂去除溶液中的四环素(TC)。通过扫描电镜(SEM),BET比表面积分析(BET),X射线衍射光谱(XRD),傅里叶红外光谱仪(FTIR),震动样品磁强计(VSM)和X射线光电子能谱分析(XPS)等表征方法表征本实验中的催化剂。扫描电镜的结果表明,MnFe₂O₄纳米颗粒呈现一种规则的圆球形状,并且较均匀的负载在生物炭表面。由BET比表面积分析结果可以得出,生物炭的引入有效抑制了MnFe₂O₄纳米颗粒的团聚,显著提高了复合材料的比表面积。通过震动样品磁强计结果可以得知,MnFe₂O₄纳米颗粒和MnFe₂O₄/生物炭复合材料均可以很容易地通过外部磁场分离出来。本实验中,以1:2复合材料(MnFe₂O₄:生物炭,w/w)为催化剂,在可见光照射下,H₂O₂浓度为100 mmol L^-1,TC浓度为40 mg L^-1的正常pH条件(pH=5.5),两小时内去除效果达到95%。自由基猝灭实验和电子自旋共振(ESR)结果证实,羟基自由基对TC降解起主要作用;XPS测试表明,催化剂表面铁和锰离子同时参与H₂O₂的活化。生物炭的引入不仅抑制了MnFe₂O₄纳米颗粒的聚集,从而提高了TC的去除率,但是同时也会竞争消耗羟基自由基而对污染物降解起到不利影响。循环降解实验结果表明,MnFe₂O₄/生物炭复合材料的性能稳定,催化效果基本保持不变,铁、锰的浸出金属离子浓度基本可以忽略(均低于0.2 mg L^-1),此外,MnFe₂O₄/生物炭复合材料去除自来水和河水中TC的催化效果也得到了验证。