非金属原子掺杂碳基材料活化PMS降解污染物及其催化机制

碳基材料具有较大的比表面积、良好的耐酸碱性、结构易于改性以及环境友好等特性,在催化活化过氧单硫酸盐(peroxymonosulfate,PMS)方面发挥了重要作用。理解碳基材料的结构和PMS活化机制对进一步设计高性能催化剂有着十分重要的指导意义。主要综述了N、B、P原子的单掺杂碳基催化剂及其研究现状,分析了不同杂原子掺杂碳基催化剂活化PMS的反应原理,详细阐释了杂原子掺杂改善反应活性的作用机制。此外,总结了不同类型杂原子掺杂CNT用于苯酚降解,并着重阐述了杂原子掺杂CNT活性改善的主要因素。最后,提出了当前杂原子掺杂碳基材料面临的一些挑战,给出了相关的解决建议并对该领域的发展进行了展望。

生源性Cu/GO复合材料阳极激活PMS降解活性黑5

利用S.oneidensis MR-1(MR-1)菌的胞外还原作用,制备铜/氧化石墨烯复合材料(MR1-Cu-GO)作为电催化(EC)及过一硫酸盐(PMS)协同催化剂.表征结果显示,所得MR1-Cu-GO具有良好的小尺寸Cu物种分布(粒径约为5~10nm),且Cu物种以CuCl_(2)、CuO和Cu_(2)(OH)_(2)CO_(3)混合态为主.活性黑5(RBK5,10mg/L)降解效率测试显示,MR1-Cu-GO/PMS,MR1-Cu-GO/EC,MR1-Cu-GO/EC/PMS体系对RBK5均有良好的降解效率.其中MR1-Cu-GO/EC/PMS体系降解效率最高,在外加电流为50A/m^(2),PMS初始浓度为3mmol/L的最佳条件下,借助HO·和SO_(4)^(·-)等活性物质的产生,在30min内可以达到100%的RBK5降解率.

活性碳纤维负载喹啉铁活化PMS氧化染料的研究

以活性碳纤维(Activated carbon fibers,ACFs)为催化载体,制备出负载喹啉铁(8-hydroxyquinoline iron,QuFe)的催化材料QuFe@ACFs。采用活性艳红195(RR 195)染料为探针化合物,以过一硫酸氢盐(Peroxymonosulfate,PMS)为氧化剂进行催化氧化实验,探究QuFe@ACFs在不同因素对的催化活性的影响。实验结果表明:QuFe负载到活性碳纤维上,极大地提高其催化活性;在PMS存在时,QuFe@ACFs具有良好的持续催化性能;当PMS用量为0.5 mmol/L时,QuFe@ACFs/PMS体系的催化活性增加,但是当PMS用量低于或者高0.5mmol/L时,QuFe@ACFs/PMS催化活性降低;随着反应温度的升高,对染料RR 195去除效率增快。利用醇类捕获技术检测到QuFe@ACFs/PMS体系中的活性氧种是羟自由基(·OH)和硫酸根自由基(SO4·-),并推测可能的催化氧化反应机理。QuFe@ACFs合成方法简单、实用性强,拓宽传统芬顿催化剂活化PMS的pH使用范围,解决传统铁离子活化PMS技术中存在的二次污染问题。

CoFe_2O_4纳米磁性粒子的制备及降解染料的研究

开发高效活化过一硫酸氢钾(PMS)的环保催化剂是环境催化领域一个崭新而极具挑战性的研究课题。本文采用水热法制备具有催化和磁性分离双重特性的纳米粒子CoFe_2O_4。通过XRD、XPS、VSM等对其进行表征,以染料亚甲基蓝(MB)为探针化合物,以PMS为氧化剂,考察CoFe_2O_4的催化性能。结果表明,10min内CoFe_2O_4对MB的去除率高达98%,并且经磁性分离重复使用6次以后,其催化活性基本不变,表明CoFe_2O_4具有良好的重复使用性,而且CoFe_2O_4还能够催化降解酸性橙7、弱酸性桃红、活性艳橙、碱性绿1和活性艳红等多种染料。采用抗坏血酸为自由基捕获剂,结合电子顺磁共振波谱证实了CoFe_2O_4/PMS催化体系的氧化活性种主要为SO·-4与·OH,并推测了其催化反应机理。