通过MnOOH-rGO复合物有效降解,具有高过氧硫酸盐利用效率
Huanxin Zhao1, Yu Cao1, Yuqi Liu1
1College of Environmental and Safety Engineering, Shenyang University of Chemical Technology, Shenyang, 110142, China.
一种新型的减少氧化石墨烯修饰的MnOOH纳米线催化剂使用过氧化硫酸盐 (PMS) 激活有效降解. 这种环保的催化剂表现出高性能,耐用性和优异的PMS利用效率,用于水处理.
科学领域:
- 环境科学 环境科学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 催化剂是一种催化剂.
背景情况:
- 先进的氧化工艺 (AOP) 需要高性能,耐用,低成本和环保的催化剂来处理水.
- (Mn) 化合物和减少的氧化石墨烯 (rGO) 在激活过氧化硫酸盐 (PMS) 进行污染物降解方面表现有前途.
研究的目的:
- 制造和评估rGO修饰的MnOOH纳米线 (MnOOH-rGO) 作为通过PMS激活进行降解的催化剂.
- 研究MnOOH-rGO复合物的最佳合成条件和催化性能.
主要方法:
- 用不同数量的rGO修饰的MnOOH纳米线的热水合成.
- 在各种条件下 (催化剂剂量,PMS度,pH,温度,离子) 使用合成的催化剂和PMS进行醇降解实验.
- 使用X射线光电谱 (XPS) 和电子磁共振 (EPR) 谱学的表征;也进行了激光火实验.
主要成果:
- 在120°C以1%重量%的rGO合成的MnOOH-rGO复合物在30分钟内实现了近100%的去除,显著超过纯MnOOH (70%的去除).
- 优化条件导致化学氧需求 (COD) 减少了26.4%,PMS与的摩尔比率较低 (5:1) 和PMS利用效率 (PUE) 高达88.8%.
- 催化剂表现出极好的可重复使用性,在五个循环后保持了90%以上的醇去除,离子浸出最小 (<0.1毫克L-1).
结论:
- MnOOH-rGO复合物是一种高效,可重复使用和环保的催化剂,通过PMS激活来降解.
- 主要的降解机制涉及直接电子转移通过介导 (III) 和单点氧 (1O2) 的生成.
- 这项研究为设计高性能催化剂提供了宝贵的见解,以有效地去除水处理中的有机污染物.
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