碳纳米管负载无定形MnO2活化过一硫酸盐降解苯酚研究

采用共沉淀法合成了无定形MnO₂@c-CNTs复合材料,研究了其活化过一硫酸盐(PMS)降解苯酚的性能。通过SEM、XRD对不同材料的微观形貌、晶体结构进行了表征,复合材料由无定形MnO₂包覆于羧基化多壁碳纳米管(MWCNTs-COOH,简称c-CNTs)上组成,仍保持了羧基化多壁碳纳米管的相互交织缠绕管状结构,相比单独无定形MnO₂催化活性提升明显。研究了不同反应条件下苯酚降解率的变化,结果表明：在苯酚初始浓度10 mg/L时,降解率随催化剂投加量和PMS投加量增加而升高,在中性和酸性条件下降解效果较好,碱性条件下有小幅下降。在催化剂投加量0.14 g/L,PMS浓度0.6 mmol/L,温度25℃,中性条件下,苯酚降解率可达96.7%。无定形MnO₂@c-CNTs/PMS体系中参与反应的主要活性物种为¹O₂和·O₂^-,以¹O₂为主导。     

Cu/Co掺杂多孔炭活化过硫酸盐降解水中硝基酚研究

以MOF-74为模板制备了Cu/Co双金属掺杂多孔炭催化剂。用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、N₂物理吸附/脱附等对催化剂结构进行了表征。研究并阐释了Cu/Co双金属掺杂多孔炭催化剂活化过一硫酸盐(PMS)氧化降解4-硝基酚性能及机理。结果表明，在投加100 mg·L^-1催化剂、2 g·L^-1 PMS、初始pH为6时，15 min内硝基酚(60 mg·L^-1)去除率达98%以上。降解反应符合伪一级反应动力学模型。催化剂循环反应4次，降解率均高于90%。猝灭实验及电子顺磁共振分析表明自由基(·SO₄^-、·OH、·O₂^-)和非自由基(¹O₂)均参与了降解反应。在反应过程中，Co²⁺/Co³⁺和Cu+/Cu²⁺的氧化还原循环有效活化了PMS并促进活性氧化物种的生成，从而提升了催化剂...     

钴强化铁磁体活化过一硫酸盐的实验研究

采用溶剂热法后高温煅烧的方式制备了铁钴双金属复合催化剂,用以活化过一硫酸盐(PMS)降解偶氮染料金橙Ⅱ(OGⅡ)。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、振动样品磁强计和X射线光电子能谱仪等仪器对复合材料进行了表征。考察了钴复合量、不同去除体系、催化剂投加量、PMS投加量、污染物浓度、pH和共存阴离子等因素对OGⅡ降解效果的影响,并探究了铁钴复合催化剂重复利用的效果。实验结果表明,铁钴复合催化剂可以有效活化PMS降解OGⅡ,在n(Co₃O₄)∶n(Fe₂O₃)=0.1、催化剂投加量为1.0 g/L、PMS投加量为0.4 mmol/L、OGⅡ浓度为30 mg/L、溶液pH为6.2的条件下,反应60 min后,OGⅡ的降解率达到了95.81%,其降解过程符合准一级反应动力学模型,最大反应速率常数为0.0491 min^-1。复合催化剂使用4次后对OGⅡ仍有68.85%的降解率。·SO{}_{\mathrm{4}}^{-}、·OH和¹O₂是反应体系产生的活性氧物种,¹O₂在OGⅡ的降解中起主要作用。     

钴强化铁磁体活化过一硫酸盐的实验研究

采用溶剂热法后高温煅烧的方式制备了铁钴双金属复合催化剂，用以活化过一硫酸盐(PMS)降解偶氮染料金橙Ⅱ(OGⅡ)。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、振动样品磁强计和X射线光电子能谱仪等仪器对复合材料进行了表征。考察了钴复合量、不同去除体系、催化剂投加量、PMS投加量、污染物浓度、pH和共存阴离子等因素对OGⅡ降解效果的影响，并探究了铁钴复合催化剂重复利用的效果。实验结果表明，铁钴复合催化剂可以有效活化PMS降解OGⅡ，在n(Co₃O₄)∶n(Fe₂O₃)=0.1、催化剂投加量为1.0 g/L、PMS投加量为0.4 mmol/L、OGⅡ浓度为30 mg/L、溶液pH为6.2的条件下，反应60 min后，OGⅡ的降解率达到了95.81%，其降解过程符合准一级反应动力学模型，最大反应速率常数为0.0491 min^-1。复合催化剂使用4次后对OGⅡ仍有68.85%的降解率。·SO{}_{\mathrm{4}}^{-}、·OH和¹O₂是反应体系产生的活性氧物种，¹O₂在OGⅡ的降解中起主要作用。     

rGO-Fe3O4活化过硫酸盐处理酸性红73

采用共沉淀法制备了还原石墨烯纳米片和磁铁矿复合材料（rGO-Fe₃O₄）。利用X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）和透射电镜（TEM）对其进行了表征。以酸性红73（AR73）为目标物,研究了rGO-Fe₃O₄活化过硫酸盐（PS）处理酸性红73的效能,考察了催化剂投加量、PS浓度、溶液初始pH以及反应温度的影响。结果表明,室温下催化剂投加量为1.0 g/L、PS的浓度为1.0 g/L及初始pH为6.9时,10 min内50 mg/L酸性红73的脱色率达到100%。淬灭实验结果表明rGO-Fe₃O₄/PS反应体系同时存在SO₄^-?、?OH和单线态氧¹O₂,其中¹O₂的氧化反应起主导作用。复合材料rGO-Fe₃O₄不但活性高,而且便于分离,应用前景良好。     

高效磁性复合催化剂活化过一硫酸盐降解四环素

采用共沉淀-焙烧法成功制备了新型催化剂CuFe₂O₄/B-400，有效改善了CuFe₂O₄的聚集性，对其进行了X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能量-色散光谱(EDS)表征，并将其应用到了降解四环素废水的研究，考察了催化剂投加量、PMS投加量和pH对四环素降解率的影响。结果表明，当催化剂投加量为0.20 g/L,PMS投加量为0.40 g/L,pH=6时，四环素的降解率可达96.2%。淬灭实验与EPR分析表明，在该反应体系中，起主要作用的活性物质是·OH和SO₄^-·，同时存在¹O₂，说明CuFe₂O₄/B-400具有高效的催化作用。     

铁酸钴复合碳纳米管活化过硫酸盐降解铬黑T的性能及机理

采用水热法制备了不同质量比铁酸钴/碳纳米管(CoFe₂O₄/CNT)复合材料，并将其用于活化过一硫酸盐(PMS)降解偶氮染料铬黑T(EBT)。使用扫描电镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪等方法进行了表征。结果表明，引入CNT改善了CoFe₂O₄团聚现象，同时CNT加速CoFe₂O₄表面电子转移过程进一步提高了CoFe₂O₄催化活性。质量比为4∶1的CoFe₂O₄/CNT表现出最高催化活性，CoFe₂O₄/CNT-4∶1+PMS降解EBT过程符合准一级动力学模型，其反应速率常数是CoFe₂O₄+PMS体系的2.02倍。单因素条件实验得出在CoFe₂O₄/CNT-4∶1投加量为0.20g/L、PMS投加量为0.20g/L、EBT质量浓度为10...     

低温等离子体协同CeO2/13X催化降解甲苯

低温等离子体协同催化剂技术（NTP-CAT）由于操作方便、能耗低等特点,特别适合用于工业非连续或连续消除低浓度VOCs过程。本研究发现NTP-CAT体系中CeO₂基催化剂更适合负载于13X载体以降解甲苯,并进一步考察CeO₂负载量对VOCs消除效果的影响。结果发现,NTP-CAT 体系中30% CeO₂/13X表现出最优性能,其可降解约85%的甲苯,CO₂产物选择性可达55%。表征结果也表明,Ce组分在30% CeO₂/13X表面仍可较好分散,而且表面的Ce³⁺物种含量最高。O₂-TPD实验结果证实表面Ce³⁺物种来源于Ce⁴⁺物种的等离子体处理。而且,表面Ce³⁺含量越高,有利于产生更多的氧物种,随后将与其周边13X吸附活化的甲苯反应。因此,甲苯降解在NTP-CAT体系中应存在分工协同机制。     

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...     

热解时间对污泥生物炭活化过硫酸盐的影响研究

污泥热解制备生物炭是一种污泥有效处理处置与资源化利用方法。通过控制热解时间,调控污泥生物炭表面的活性位点,改变过一硫酸盐（PMS）体系中的活性物种组成,可实现环丙沙星（CIP）的高效降解。研究发现,热解温度为700℃、热解时间为120 min时,污泥生物炭具有较高的PMS活化性能,对CIP的去除率近90%。机理探究表明,¹O₂在体系中发挥主要作用。C==O、吡咯氮和—OH位点有利于¹O₂产生,C—O、吡啶氮、晶格氧和Fe位点促进·OH和SO₄^·-释放,石墨氮可促进PMS活化产生SO₄^·-。     

Exchange and oxidation of CO on O-predosed Rh---Al2O3 and Rh---CeO2 catalysts

Exchange and oxidation of C¹⁶O were investigated at 450°C on ¹⁸O-predosed Rh and Pt catalysts supported on A1₂O₃, CeO₂ and CeO₂-Al₂O₃. In all cases, a rapid exchange of C¹⁶O with the surface can be observed. CO oxidation leads to C¹⁶O₂, C¹⁶O¹⁸O and C¹⁸O₂. Significant formation of C¹⁶O₂ is due to the relatively high ¹⁶O coverage in reaction resulting from the C¹⁶O exchange and from an exchange between O surface species and ¹⁶O internal atoms. Hydrogen is also formed via a water-gas shift reaction (CO + surface OH) in higher proportion on CeO₂-containing catalysts than on A1₂O₃. Chlorine inhibits all the reactions (exchange, oxidation and WGS) and particularly the internal exchange.     

On the mechanism of model diesel soot-O2 reaction catalysed by Pt-containing La-doped CeO2: A TAP study with isotopic O2

Pt supported on CeO₂ and 10 wt.% La³⁺-doped CeO₂ catalysts have been prepared, characterised and tested for soot oxidation by O₂ in TGA. The reaction mechanism has been studied in a TAP reactor with labelled O₂. Isotopic oxygen exchange between molecular O₂ and ‘O’ on the support/catalyst was observed and soot oxidation is being carried out by lattice oxygen. TAP studies further show that Pt improves O₂ adsorption and, therefore, 5 wt.% Pt-containing catalysts are more active for soot oxidation than the counterpart supports. In addition, CeO₂ doping by La³⁺ leads to an improved support, since La³⁺ stabilises the structure of CeO₂ when calcined at high temperature (1000 °C) and minimises sintering. In addition, La³⁺ improves the Ce⁴⁺/Ce³⁺ reduction as deduced from H₂-TPR experiments and favours oxygen mobility into the lattice. A synergetic effect of Pt and La³⁺ is observed, Pt-containing La³⁺-doped CeO₂ being the most active catalyst for soot oxidation by O₂ among the samples studied.     

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。     

盐助溶液燃烧法制备MnFe2O4催化过一硫酸盐降解双酚A

采用盐助溶液燃烧法制备磁性铁酸锰（MnFe₂O₄）,催化过一硫酸氢盐（PMS）氧化降解水溶液中的双酚A。通过XRD、BET等手段对制备的铁酸锰催化剂进行了表征。探究了MnFe₂O₄投加量、PMS投加量、溶液初始pH、淬灭剂、共存离子等因素对双酚A降解效果的影响,评估了MnFe₂O₄催化剂的循环利用性能。结果表明,MnFe₂O₄和PMS的最合理投加量分别为 0.3 g/L、0.3 mmol/L,初始pH为11.0时双酚A降解效果最好,60 min内的降解率可达99.3%。淬灭实验表明,催化体系中同时存在多种活性物质,¹O₂是主要活性物种。溶液中Cl^-、HCO₃^-和HPO₄^2-等共存离子的存在影响双酚A的降解。双酚A在60 min内的TOC去除率为34.9%,苯环断裂和开环反应是其主要降解路径。MnFe₂O₄催化剂循环使用三次后,双酚A的降解率仍保持在90.0%左右。     

Degradation of bisphenol A by peroxymonosulfate activated by MnFe2O4 prepared by salt-assisted solution combustion synthesis

Magnetic manganese ferrite (MnFe₂O₄) prepared by the salt-assisted solution combustion synthesis was used to activate peroxymonosulfate(PMS) to oxidize bisphenol A in aqueous solution. The prepared MnFe₂O₄ catalyst was characterized by XRD and BET. The effects of MnFe₂O₄ dosage, PMS dosage, initial pH of the solution, quencher, and co-existing ions on the degradation of bisphenol A were investigated. The reusability of the MnFe₂O₄ catalyst was evaluated through cycling experiments. The results showed that the best dosages of MnFe₂O₄ and PMS were 0.3 g/L and 0.3 mmol/L, respectively. When the initial pH was 11.0, the degradation rate of bisphenol A was 99.3% in 60 min. When putting some quenchers into the MnFe₂O₄/PMS catalytic system, all of them showed depression effects on degradation of bisphenol A, and the ¹O₂ was the main active species. The co-existing ions such as Cl^-, HCO₃^-, and HPO₄^2- in solution affected the degradation of bisphenol A. The TOC removal rate of bisphenol A within 60 min was 34.9%, the rupture and opening of benzene ring are the main reaction pathways. After the MnFe₂O₄ catalyst was recycled three times, the degradation rate of bisphenol A remained at about 90.0%.     

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）。     

Ultrasound-assisted co-precipitation synthesis of mesoporous Co3O4–CeO2 composite oxides for highly selective catalytic oxidation of cyclohexane

The one-step highly selective oxidation of cyclohexane into cyclohexanone and cyclohexanol as the essential intermediates of nylon-6 and nylon-66 is considerably challenging. Therefore, an efficient and low-cost catalyst must be urgently developed to improve the efficiency of this process. In this study, a Co₃O₄–CeO₂ composite oxide catalyst was successfully prepared through ultrasound-assisted co-precipitation. This catalyst exhibited a higher selectivity to KA-oil, which was benefited from the synergistic effects between Co³⁺/Co²⁺ and Ce⁴⁺/Ce³⁺ redox pairs, than bulk CeO₂ and/or Co₃O₄. Under the optimum reaction conditions, 89.6% selectivity to KA-oil with a cyclohexane conversion of 5.8% was achieved over Co₃O₄–CeO₂. Its catalytic performance remained unchanged after five runs. Using the synergistic effects between the redox pairs of different transition metals, this study provides a feasible strategy to design high-performance catalysts for the selective oxidation of alkanes.