Applied Catalysis B: Environmental:具有氧空位的中孔CuFe2O4上的氧空位作为一种高效的类Fenton催化剂用于宽pH范围内降解有机污染物
Nanoyu Nanoyu 2021-03-02


日益增长的对清洁水的需求,使得人们投入巨大的研究精力来开发先进的技术用于有效去除水溶液中难处理的有机污染物。Fenton反应是一种特殊的高级氧化过程(AOP),它通过产生活性氧(ROS)来攻击有机污染物,并且在水净化方面具有极大的应用前景。值得注意的是,与均相Fenton反应相比,非均相Fenton样反应具有较宽的工作pH值范围以及不会造成二次污染等优点。目前Fenton类催化剂在水处理中的实际应用面临的主要挑战是如何设计一种超高效的非均相Fenton催化剂,可以在特定的环境条件下既稳定又易于分离和回收而无需额外的能耗。

近日,为了研究空位缺陷与中空结构调控相结合的耦合作用,中科大穆杨教授,Chuan-Shu He报道了通过以碳球为模板的硬模板策略成功合成了中空球体CuFe2O4(HS-CuFe2O4),然后引入氧空位(OVs)获得HS- CuFe2O4-σ。作为一种新型的非均相Fenton催化剂,其对H2O2的活化表现出了优异的催化活性,具有良好的催化稳定性和易于磁回收的特点。

文章要点

1实验结果表明,在pH 为6.5~9.0范围内,采用HS- CuFe2O4-σ,环丙沙星(CIP)在30 min内即可完全去除。相比于CuFe2O4,CIP在中性pH下的降解速率常数提高了20倍。

2实验和密度泛函理论(DFT)计算结果表明,HS-CuFe2O4-σ催化剂的高效催化性能得益于OVs和催化剂特殊的中空结构的纳米限域的协同效应。

这项研究为合理设计将非均相Fenton反应应用于实际水净化的催化剂奠定了基础。

 

参考文献

Rong-Rong Ding, et al, Oxygen vacancy on hollow sphere CuFe2O4 as an efficient Fenton-like catalysis for organic pollutant degradation over a wide pH range, Applied Catalysis B: Environmental, 2021

DOI: 10.1016/j.apcatb.2021.120069

https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2021.120069


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