CoCo-PBA@ CuFe-LDH活化过一硫酸盐降解阿特拉津

为了有效降解废水中的阿特拉津（ATZ）,采用共沉淀法将钴基-普鲁士蓝类似物（CoCo-PBA）负载于层状双金属氢氧化物CuFe-LDH上,制得复合材料CoCo-PBA@CuFe-LDH,用于活化过一硫酸盐（PMS）降解ATZ。通过考察降解过程的主要影响因素,发现提高催化剂CoCo-PBA@CuFe-LDH用量和反应温度有利ATZ的降解;PMS用量过多会对ATZ的降解产生轻微的抑制作用;过酸和过碱的环境都对ATZ降解产生不利影响;体系中存在的HCO₃^-,H₂PO₄^-和Cl^-等离子对ATZ的降解均表现出了一定的抑制作用。研究得到了CoCo-PBA@CuFe-LDH/PMS体系降解ATZ的较优反应条件为ATZ浓度15 mg·L^-1,催化剂用量50 mg·L^-1,PMS用量300 mg·L^-1,初始pH值为6.3,反应温度298 K。当反应15 min后,ATZ的降解率可达到99.5%。循环使用4次后,ATZ的降解率仍达到83.4%,表明CoCo-PBA@CuFe-LDH具有较好的催化活性和重复使用性。另外,研究发现CoCo-PBA@CuFe-LDH活化PMS降解ATZ体系中,可以同时产生SO₄^·-和·OH 2种自由基,SO^·-₄对ATZ的降解起到更关键的作用。     

不同形貌氧化钴活化过一硫酸盐降解硝基酚

通过控制形貌制备具有高活性晶面的金属氧化物可提高硝基酚的降解效果，以硝酸钴和乙酸钴为原料，制备了八面体、立方块和棒状Co₃O₄，通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对催化剂进行表征，表明合成的Co₃O₄粒径均匀、纯度较高。以3种不同形貌的Co₃O₄为催化剂，在pH值为8.0条件下活化过一硫酸盐（PMS）降解不同种类的硝基酚，采用高效液相色谱和总有机碳分析仪测定反应前后硝基酚和总有机碳含量（TOC）变化。3种Co₃O₄在Co₃O₄/PMS体系降解硝基酚时表现出不同的催化活性：棒状Co₃O₄ > 立方块Co₃O₄ > 八面体Co₃O₄，并且对不同硝基酚的降解效率存在显著的差异性。3种Co₃O₄在pH值为8.0下活化PMS所析出的Co²⁺含量较低，且均表现出良好的循环利用性。自由基淬灭实验和电子自旋共振（ESR）测试表明Co₃O₄/PMS体系降解硝基酚是通过自由基和非自由基机制共同协作完成的，起作用的活性氧化物种主要为羟基自由基（·OH）、硫酸根自由基（SO₄^·-）和单线态氧（¹O₂）。     

生物炭/过一硫酸盐体系同时去除Cu2+和对硝基苯胺

目前，重金属离子和有机污染物共存的废水处理是一个世界性的重大问题，对环境保护具有重要的意义。本研究以农业废弃物向日葵秸秆为原料，制备了一种生物炭（BC），用以活化过一硫酸盐（PMS）。BC/PMS体系实现了对水中重金属Cu²⁺和有机污染物对硝基苯胺（PNA）的同时去除。探究了pH、BC投加量和PMS浓度等反应条件对同时去除Cu²⁺和PNA的影响。研究表明，在BC=2.0g/L、PMS=1.0mmol/L、PNA=20.0mg/L、Cu²⁺=2.0mg/L和pH=3.0条件下，60min时Cu²⁺和PNA同时去除效率分别为90.00%和100.00%；Cu²⁺被BC/PMS体系吸附去除的同时也显著地促进了PNA的降解去除。自由基猝灭实验和电子顺磁共振光谱（EPR）实验表明，BC/PMS/Cu²⁺/PNA体系降解PNA为自由基反应和非自由基反应共存过程，且以非自由基反应为主导；自由基反应是基于Cu²⁺活化PMS产生SO{}_{\mathrm{4}}^{·-}和?OH，非自由基反应可归因于BC活化PMS产生活性物种¹O₂。     

高活性Mn2CoO4活化PMS降解罗丹明B性能研究

通过共沉淀法制备了新型双金属混合氧化物催化剂Mn₂CoO₄。通过X-射线衍射分析、电镜-能谱分析等方法对该催化剂进行表征分析。将其用于活化过一硫酸盐(PMS)降解罗丹明B(RhB),结果表明,当Mn₂CoO₄投加量为0.25 g/L,PMS投加量为0.5 mmol/L时,反应15 min后RhB去除效率最高,去除率为99.13%,一级反应速率常数高达0.343 9 min^-1且可重复利用性能优异。淬灭实验结果表明,硫酸根自由基(SO^-₄·)在降解过程中起主要作用,羟基自由基(·OH)只有很微弱的作用,超氧自由基(·O^-₂)不参与反应。     

Co/g-C3N4复合催化剂活化过一硫酸盐高效去除环丙沙星的性能研究

以三聚氰胺、三聚氰酸和硝酸钴为原料，采用高温煅烧法制备出复合型催化剂(Co/g-C₃N₄),用其活化过一硫酸盐(PMS)降解环丙沙星(CIP)。考察了各因素对Co/g-C₃N₄活化PMS去除CIP的影响。结果表明，Co/g-C₃N₄质量浓度为0.5 g/L、PMS浓度为2 mmol/L、溶液初始pH为7、CIP初始质量浓度为5 mg/L、温度为30℃时，CIP在45 min内的去除率可达99.5%;催化剂在5次循环利用后对CIP的去除率仍有83.3%,表明Co/g-C₃N₄的可重复利用性和稳定性良好。自由基淬灭试验表明，Co/g-C₃N₄活化PMS去除CIP的机制包括自由基途径(SO₄·^-、·OH)和非自由基途径(¹O₂、O₂·^-),其中主...     

SrFe0.6Co0.4O3催化降解孔雀石绿的研究

具有复杂分子结构的三苯甲烷类染料孔雀石绿是一种典型的较难降解染料,是工业废水处理的难点之一。本文根据Goldschmidt半径容差规则法,设计了用于孔雀石绿降解的ABO₃型SrFe_(1-x)Co_xO₃催化剂,并选择出活性较高的SrFe_0.6Co_0.4O₃催化剂。通过XRD、SEM、BET吸附及XPS分析表明:该催化剂是纯净钙钛矿结构,颗粒形貌为无规则堆叠的“蜂窝”片状;吸附等温线没有明显的回滞环,说明没有“墨水瓶”类孔结构;XPS谱中,B位离子同时存在Fe²⁺/Fe³⁺和Co²⁺/Co³⁺ 4种价态离子,且反应前后,4种离子的分布比例有较大变化。根据实验结果,推测该催化反应机理为:催化剂B位Co³⁺与溶解氧形成活性氧[O₂]⁺和Co²⁺;活性氧[O₂]⁺完成氧化反应后其正电荷转移到B位Fe²⁺上形成Fe³⁺,Fe³⁺的正电荷可再转移到Co²⁺形成Co³⁺,完成催化过程的电荷转移与循环。     

生物炭负载CuFe2O4催化过硫酸氢钾降解罗丹明B

采用柠檬酸络合法制备了尖晶石CuFe₂O₄改性生物炭(CuFe₂O₄@PBC)材料，利用XRD、SEM和XPS表征催化剂的形貌和结构。研究了不同因素对CuFe₂O₄@PBC催化过硫酸氢钾降解罗丹明B(RhB)的影响。分析结果表明，RhB初始浓度为10 mg/L，催化剂投加量为0.2 g/L,PMS浓度为0.5 mmol/L时，在中性(pH=7)条件下反应90 min可降解98.6%的RhB。CuFe₂O₄@PBC/PMS体系具有良好的pH适应能力和抵抗外界环境影响的能力。自由基猝灭实验分析证明¹O₂、O₂^·-和SO₄^·-是降解RhB的主要活性自由基。循环利用实验表明催化剂经过四次重复使用后仍然能够保持85%以上的降解率。     

可见光激发Bi2MoO6活化PMS降解盐酸四环素

为了利用半导体光催化和硫酸根自由基高级氧化技术协同作用处理抗生素废水,采用溶剂热法制备三维结构的钼酸铋(Bi₂MoO₆)微球,并在可见光照射下激发Bi₂MoO₆进而活化过一硫酸氢盐(PMS)处理含盐酸四环素(TC)废水。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等对样品形貌特征、晶格结构、光学性能进行表征。结果表明,Bi₂MoO₆纳米片组成的三维微球具有良好的吸附和可见光催化降解TC能力,活化PMS协同作用可以进一步提高系统降解TC的效率。通过静态实验,考察催化剂使用量、PMS初始浓度、环境共存阴离子(Cl^-、CO^2-₃、NO^-₃)和腐殖酸(HA)对可见光激发Bi₂MoO₆活化PMS降解TC性能的影响。自由基捕获实验表明,·OH、SO^-₄·、O^-₂·和h⁺等活性基团在可见光激发Bi₂MoO₆活化PMS催化降解TC过程中都做出了贡献。     

CoPc-PCN异质结高效界面电荷转移活化PMS降解四环素

将尿素和无水次磷酸钠通过高温磷化工艺制备了磷掺杂石墨相氮化碳(g-C₃N₄)纳米片(PCN),PCN继而与酞菁钴(CoPc)在马弗炉中煅烧构建了CoPc-PCN异质结(简称Co-PCN)。采用XRD、FTIR、SEM、TEM、HAADF-STEM、XPS、UV-Vis DRS对样品进行了表征,并评价了其活化过一硫酸盐(PMS)降解四环素(TC)的性能。结果表明,异质结的构建使光的吸收边缘拓宽至可见光区,将20 mg 5%Co-PCN(5%为CoPc质量占PCN质量的百分数)加入50 m L初始质量浓度为10 mg/L的TC水溶液中可活化30 mg PMS,经过40 min反应后,其对TC的降解率达到98.8%,降解速率常数为0.087 min^–1。PCN与CoPc界面处的异质结势垒加速了光生电子/空穴的分离,同时强界面相互作用也为电子转移提供了通道,主要是O2还原生成大量的·O₂^-,并活化PMS产生·O₂^-、·SO₄     

类普鲁士蓝的制备及其活化PMS降解双酚S

通过简单共沉淀法合成了类普鲁士蓝化合物(CoFe-PBA)，用于活化过一硫酸盐(PMS)降解有机污染物双酚S (BPS)。使用扫描电镜、X射线衍射、X射线光电子能谱等手段对Co Fe-PBA进行表征，结果表明Co FePBA由紧密结合的Co₃[Fe(CN)₆]₂构成，为纳米级，表面均匀分布着C、Fe、Co、O元素，具有丰富的活性位点。催化剂投加量300mg/L、PMS投加量400mg/L、p H=5.89条件下，Co Fe-PBA/PMS降解体系40min内去除73.77%的BPS，对酸性和共存离子(SO₄^2-、NO₃^-和Cl^-)敏感，碱性环境能促进PMS快速活化，重复实验显示该体系具有良好稳定性，使用4次后仅下降26.70%，活化性能优于其他材料。机理分析表明，CoFe-PBA与PMS相互作用，作用过程中改变了金属位点价态，发生电子转移，产生各种活性物质降解BPS，其主要作用活性物种为¹O...     

硫修饰的多孔Co3O4活化过一硫酸盐降解亚甲基蓝

以Na₂S₂O₃为硫源，采用改进的草酸盐-热解法制备了一系列硫修饰的Co₃O₄多孔催化剂[S_x@Co₃O₄,x=0.25、0.50、0.75、1,x为硫的修饰量，以Co(NO₃)₂·6H₂O的物质的量为基准，下同]。以亚甲基蓝(MB)为降解模型，考察了不同催化剂活化过一硫酸盐(PMS)的性能。探讨了催化剂用量、PMS浓度、反应温度、常见阴离子种类在S_x@Co₃O₄-PMS体系下对MB降解率的影响，并评价了催化剂的循环稳定性。结果表明，随着硫修饰量的增加，Co₃O₄的催化性能逐渐升高，S₁@Co₃O₄表现出最佳的催化性能。硫元素以SO₄^2–     

氮掺杂石墨碳负载Fe–Mn普鲁士蓝类似物衍生的FeMnO的制备及活化单过硫酸盐去除罗丹明B

非均相催化剂活化单过硫酸盐(PMS)是一种有效的有机污染物降解技术,但硫酸根自由基(SO₄~–·)受限于较高的氧化还原电位难以得到有效激活。采用高温碳化法合成了过渡族双金属氧化物(Fe_0.099Mn_0.901O/Fe Mn₂O₄)氮掺杂碳纳米片催化剂,在PMS活化体系中,FeMnO@C在10 min内对罗丹明B(RhB)的降解效率达到95.5%。FeMnO@C催化剂表面Mn、Fe离子之间的氧化还原循环过程同PMS自分解后产生的一系列自由基,使得FeMnO@C保持优异的催化降解性能。捕获实验表明¹O₂是主要贡献自由基。此外,FeMnO@C催化剂磁性可回收具有良好的循环稳定性,在连续5次循环后仍保持84.7%的Rh B去除率。     

化学浴沉积法制备氢氧化镍及其催化过一硫酸盐降解亚甲基蓝

采用简单的化学浴沉积法（CBD）制备出水合氢氧化镍[Ni（OH）₂·0.75H₂O]粉体。该粉体具有微/纳构造特征,整体呈现出无规则微米级颗粒状形貌,由纳米片自组装而成。考察了水合氢氧化镍作为催化剂活化单过硫酸氢钾（PMS）降解亚甲基蓝（MB）溶液的性能。结果表明,Ni（OH）₂·0.75H₂O/PMS 复合体系具有良好的降解MB溶液的能力,其对MB的降解率可达84.33%;而相同条件下Ni（OH）₂·0.75H₂O或PMS单一体系对MB的降解率仅为9.46%和21.19%。MB 溶液的降解率随反应体系中PMS用量的增加而提高,随MB初始浓度的增加而降低,随催化剂用量的增加先增加而后维持不变。Ni（OH）₂/PMS体系中引入C₂O₄^2-或PO₄^3-阴离子会抑制MB溶液的降解,抑制率分别为65.77%和16.44%,但NO₃^-的引入对MB的降解无抑制。自由基俘获结果证实,·SO₄^-是参与直接氧化降解MB的主要活性中间体;动力学分析表明氢氧化镍催化活化PMS降解MB溶液的反应为二级反应,其表观反应速率常数k=5.39 L/（mmol·min）。     

还原氧化石墨烯膜负载Co3O4活化过硫酸氢钾降解罗丹明B

以RGO(还原氧化石墨烯膜)为载体,采用水热法制备RGO/Co₃O₄高效复合催化剂。通过XRD(X射线衍射仪)、SEM(扫描电子显微镜)和XPS(X射线光电子能谱仪)等手段对复合催化剂的结构、形貌和化学组成等进行表征,并以RhB(罗丹明B)为降解物评价复合催化剂活化PMS(过硫酸氢钾)的反应活性。另外,考察了PMS质量浓度、RhB初始质量浓度、pH值及温度对催化剂活化PMS降解RhB的影响。结果表明：在PMS质量浓度为100 mg/L、RhB初始质量浓度为10 mg/L、pH值为7、温度为25℃时反应18 min对RhB降解率为98%。自由基捕获实验结合ESR(电子顺磁共振)结果表明体系中同时存在SO₄^-·和HO·2种活性自由基。循环实验结果显示催化剂经过5次循环使用后对RhB的降解率仍保持90%以上,显示优异的循环稳定性。     

铈掺杂强化碳纳米管活化过一硫酸盐实验研究

采用浸渍-煅烧法制备了高效稳定的CeO₂/CNT复合材料。利用X射线衍射、X射线光电子能谱和Raman光谱等手段对材料结构进行表征,并研究了复合材料活化过一硫酸盐（PMS）对磺胺异唑的降解性能。结果表明,在材料投加量为75 mg·L^-1、PMS投加量为0.3 mmol·L^-1、初始pH为5.36时,30 min降解率可达90%以上,50 min内可完全去除,反应过程符合伪一级反应动力学模型,活化剂使用5次后仍有77%的去除率。电子顺磁共振实验表明,SO₄?^-、?OH和¹O₂均参与了反应,碳纳米管表面缺陷可能与¹O₂的形成有关。CeO₂的掺杂提高了碳纳米管中缺陷碳的含量,同时Ce³⁺/Ce⁴⁺为反应提供了更多活性位点,从而有效提升了碳纳米管活化PMS的性能,为铈基碳纳米管复合材料应用于过硫酸盐高级氧化技术提供了借鉴。     

CuCe氧化物催化剂的制备及CWPO降解双酚A废水研究

为解决Fenton法存在活性组分流失及通常在pH 2～3条件下运行的局限性，采用柠檬酸络合法制备了CuCe氧化物催化剂，建立了双酚A非均相催化湿式过氧化氢氧化（CWPO）反应体系。考察了焙烧温度、Cu/Ce摩尔比、H₂O₂用量、双酚A初始浓度和pH对催化剂物化结构和CWPO性能的影响。并分析了可能的降解路径。结果表明：催化剂具有良好的高温稳定性和pH适应性，在pH 1.6～7.9范围内对双酚A都具有较高的降解性能，不需要调节pH。在焙烧温度450℃、Cu/Ce摩尔比1.0、催化剂用量1 g·L^-1、H₂O₂用量196 mmol·L^-1、BPA浓度152 mg·L^-1、pH 6.6、反应温度75℃、反应95 min后，BPA和TOC去除率分别为91.8%和84.5%,Cu²⁺析出浓度为19.3 mg·L^-1。推测了双酚A可能的降解路径。     

紫外/过—硫酸盐工艺对水中除草剂Isoproturon的降解特性

探究了典型苯脲类除草剂异丙隆(Isoproturon,ISO)在紫外/过一硫酸盐(Ultraviolet/Peroxymonosulfate,UV/PMS)组合工艺下的降解特性。系统研究了在不同PMS浓度、UV强度、pH及不同常见水体背景离子(Cl^-、HCO₃^-、NH₄⁺和SO₄^2-)浓度下对该过程中ISO降解效果的影响并探讨了相关内在作用机制。结果表明,ISO的去除效率为：UV/PMS>>UV>PMS。PMS是一种不对称的氧化剂,可被UV激活产生强氧化性自由基(SO₄^·-和HO^·)从而可显著提高ISO的去除速率至80.09%,其降解符合拟一级动力学模型。PMS投加量和pH(5～9)的增加,大大加快了ISO的去除。背景离子实验表明,SO₄^2-对UV/PMS中的ISO降解无显著影响,而Cl^-     

UV/PMS、UV/PDS、UV/SPC工艺降解尼泊金甲酯

采用UV/过一硫酸盐(PMS)、UV/过二硫酸盐(PDS)和UV/过碳酸盐(SPC)三种工艺降解尼泊金甲酯(MeP)，通过电子顺磁共振技术鉴定了三种工艺中存在的自由基，考察了氧化剂投加量、pH、阴离子、NH₄⁺和HA对MeP去除的影响，通过竞争动力学的方法测定了MeP与SO₄^-·的二级反应速率常数及不同自由基对MeP去除的贡献，评估了不同氧化剂投加量下工艺的经济性，研究了不同工艺中有机物的矿化率和消毒副产物(DBPs)的生成。结果表明，三种氧化剂与UV联用都具有较好的协同效果，UV/PMS、UV/PDS和UV/SPC工艺降解MeP的拟一级动力学常数(k_obs)分别为0.1615、0.3868和0.0798 min^-1。SO₄^-·与MeP的二级反应速率常数为1.37×10⁹ L·mol^-1·s^-1。三种工艺中k_obs都随氧化剂投...     

中空磁性微球活化过一硫酸盐降解水中甲氧苄啶的研究

采用溶剂热法制备了铁酸锰(MnFe₂O₄)中空磁性微球(HM-MnFe₂O₄),利用SEM、TEM、XRD、VSM、XPS、BET/BJH方法对材料进行表观和形貌分析,并将其应用于活化过一硫酸盐(PMS)降解水中的甲氧苄啶(Trimethoprim, TMP),通过高效液相色谱法对降解效率进行评估。结果表明,在pH为9.0、PMS浓度为3.0 mmol/L的条件下,投加0.20 g/L的HM-MnFe₂O₄纳米材料可在120 min内完全降解10.0 mg/L的TMP。同时,考察了阴阳离子对TMP降解过程的影响,Cl^-对TMP的降解有促进作用,HCO^-₃、Cu²⁺和腐殖酸(HA)均具有一定的抑制作用。通过自由基猝灭实验发现降解体系受到·OH、O^-₂·的自由基和¹O₂的非自由基影响。循...     

钴铜双金属微波催化剂的制备及性能研究

以硝酸铜和硝酸钴为原料、尿素为沉淀剂，微波功率320 W,反应时间30 min,制备了钴铜双金属氢氧化物(CuCo-LDH)。通过表征结果得知，与其他制备方法相比，微波法制备的催化剂具有良好的结晶度、立体结构，并能提供更多的活性位点，具有较高的催化活性。在微波辅助下，CuCo-LDH中的Cu²⁺、Cu⁺、Co³⁺、Co²⁺与H₂O₂形成类芬顿反应耦合体系，甲基橙(MO)脱色率可达99.78%。本研究为双金属复合催化剂在水处理中的应用提供了有益参考。