基于Fe的MOF的稳定性性能分析用于过氧化二硫酸盐激活,以有效降解西普洛素

科学领域:

• 环境化学环境化学
• 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:

• 基于铁的金属有机框架 (MOF) 是废水处理中过氧硫酸盐 (PDS) 激活的活性催化剂,用于去除有机微污染物 (OMP).
• 在PDS激活过程中,从Fe基MOF中溶解Fe离子是一个重大挑战,但潜在的原因和影响因素仍然不太清楚.
• 了解MOF的稳定性对于优化水处理的先进氧化过程至关重要.

研究的目的:

• 调查影响基MOF在过氧硫酸盐 (PDS) 激活过程中的结构稳定性的因素,以消除有机微污染物 (OMP).
• 阐明基于Fe的MOF/PDS系统中Fe离子溶解背后的机制.
• 确定提高Fe基MOF在废水处理应用中的耐用性的策略.

主要方法:

• 合成和描述四种类型的基于Fe的MOFs.
• 评估MOF的催化活性,以激活PDS去除OMP,特别关注CIP.
• 分析活性物种,氧化剂度和pH对MOF结构完整性的影响.

主要成果:

• 所有合成的基于Fe的MOF有效地激活了PDS,产生硫酸盐基 (SO4•−) 用于OMP去除.
• 活性物种,PDS度和pH值被确定为对MOF结构稳定性产生负面影响的关键因素.
• MOFs中的协调键易受水分子,自由基和H+离子的攻击,导致结构损伤.
• 铁II-MOFs表现出优越的稳定性,这是由于F配体促进的增强的协调键能量.

结论:

• 基于Fe的MOF是OMP去除中PDS激活的有效催化剂,但它们的稳定性是一个关键问题.
• 该研究确定了在工艺过程中损害MOF结构完整性的特定环境因素和化学物种.
• 铁II-MOF,特别是那些含有F联体的,提供了更好的稳定性,为设计用于废水处理的强大的MOF催化剂提供了有前途的方向.