生物炭负载γ-MnO_(2)纳米复合材料活化过一硫酸盐降解对氯苯酚的性能及机理

采用水热法合成了4种不同晶相结构MnO_(2)及生物炭负载γ-MnO_(2)复合纳米材料,并对其活化过硫酸盐(PMS)降解4-CP的性能进行了研究。采用XRD、SEM、EDS以及XRF等手段对不同复合纳米材料进行了表征分析,发现仅有γ-MnO_(2)成功负载到生物炭材料表面形成γ-MnO_(2)@BC复合纳米材料。在优化条件下,γ-MnO_(2)@BC活化PMS体系能在20 min内将10 mg·L^(-1)对氯苯酚完全降解。γ-MnO_(2)@BC对H_(2)PO_(4)^(-)之外的阴离子均表现出较强的抗干扰性。采用自由基捕获及电子自旋共振波谱(ESR)、X射线光电子能谱(XPS)等手段研究了该复合纳米材料活化PMS降解污染物的机理。结果表明,γ-MnO_(2)@BC活化PMS产生的活性氧物种为单线态氧,并发现Mn(III)与Mn(IV)的比值是影响不同晶相二氧化锰催化性能的主要因素。