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钴铁氧体纳米粒子负载电纺碳纤维用于活化过氧单硫酸盐的催化剂

 
发布日期:2018-11-08
 

化学氧化是处理有机污染物的最有效方法。通常,用于处理水污染物的化学氧化技术被归类为高级氧化方法,涉及到用于降解有机物的活性氧物质,包括羟基和硫酸根。人们对羟基反应过程进行了深入的研究和应用,而由于硫酸根自由基具有氧化电位高、选择性高、半衰期长等优点,近年来也受到了广泛的关注。

      钴铁氧体(CF)纳米粒子(NP)由于其磁性强,易于回收,是Co3O4 NP活化的一种很有前途的选择。由于水中的钴铁氧体纳米粒子易于聚集,因此研究人员已经进行了一些尝试将CF NP固定在基材上。虽然碳质载体由于其土壤丰度而更有利,但用于过氧单硫酸盐活化的碳载CF的研究仅限于基于石墨烯的钴铁氧体,然而,其制备方案较复杂。

本研究采用静电纺丝技术通过碳化电纺CF嵌入聚丙烯腈(PAN)纤维来制备碳载CF。碳化后,CF-PAN纤维转化为钴铁氧体纳米粒子嵌入式碳纳米纤维(CF@CNF),它含有均匀分布的CF NPs,高磁性和稳定的碳载体,使CF@CNF成为活化PMS的极有前途的催化剂。利用苋菜脱色作为模型反应,CF@CNF能够激活PMS以产生硫酸根,然后在水中使苋菜红脱色。CF@CNF-PMS的苋菜红脱色在高温下得到了很大的促进,并且在弱酸性条件下增强。CF@CNF即使在盐和表面活性剂存在下也能有效激活PMS,并且可多次重复使用。与其他文献报道的催化剂相比,CF@CNF也表现出较高的催化活性。

 
 
 

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