碳化ZIF-67催化过硫酸盐降解水中的甲基橙

通过溶剂热法制备了ZIF-67,并碳化生成ZIF-67(C)。利用红外光谱、BET比表面积测试、Zeta电位、X射线衍射和X射线光电子能谱等对ZIF-67(C)进行表征。以甲基橙(MO)降解实验验证了ZIF-67(C)对过一硫酸氢钾(PMS)的催化作用,鉴定了反应中的主要活性物种是硫酸根自由基(SO_(4)^(·-)),讨论了金属与有机配体物质的量之比、溶剂种类和煅烧温度(T)以及MO初始浓度、反应初始pH、ZIF-67(C)投加量和PMS投加量对ZIF-67(C)活化PMS降解MO的影响。结果表明:与ZIF-67比,ZIF-67(C)不仅有较好的吸附性能,且对PMS的催化能力更强。当制备条件为n(Co^(2+))∶n(2-MIM)=1∶8、甲醇为溶剂、T=500℃时,ZIF-67(C)表现出最优的PMS催化性能;当MO初始质量浓度为10 mg/L,ZIF-67(C)投加质量浓度为0.2 g/L,PMS投加质量浓度为0.2 g/L时,1 h内MO的去除率达93.7%。同时,ZIF-67(C)在水中的分散性和稳定性强,重复使用4次后MO去除率仍有78%。此外,ZIF-67(C)里存在高度结晶的Co_(3)O_(4),使其表现出磁性,可通过磁力回收。