低Cu(Ⅰ)掺杂的高效双金属Fe-MOFs催化剂的制备及其催化过硫酸盐降解有机染料的性能研究

本文采用低Cu(Ⅰ)含量掺杂经水热法,构建了具有高效催化活性的双金属FeCu(Ⅰ)-MOFs,并研究了催化过硫酸钾降解罗丹明B的性能。双金属MOFs-FeCu(Ⅰ)BDC-1.5%催化性能最佳,RhB的降解率为98.5%,明显高于单金属FeBDC(68.42%)和Cu(Ⅱ)掺杂的双金属FeCu(Ⅱ)BDC-25%(78.74%)。相应的降解速率常数是FeBDC的5倍,Cu(Ⅱ)掺杂双金属MOFs的4倍。Cu(Ⅰ)掺杂的双金属MOFs催化活性增强的原因为:Cu(Ⅰ)/Cu(Ⅱ)参与晶格配位,造成配体缺失,导致多种金属离子的配位不饱和位点增多;同时多价态双金属之间的相互协同效应,加快了电子的转移效率,促进了Fe^(3+)/Fe^(2+)和Cu^(2+)/Cu+循环,提高了激活PS产生过硫酸根基自由基的效率。