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金航(硕士生),田熙科* 等 材化学院 Environmental Science & Technology, 2017. Oxygen Vacancy Promoted Heterogeneous Fenton-like Degradation of Ofloxacin at pH 3.2-9.0 by Cu Substituted Magnetic Fe3O4@FeOOH Nanocomposite

2017年9月,我校材化学院田熙科教授团队有关“铁基芬顿催化剂催化降解有机污染物”的研究成果发表在环境领域重要国际期刊《Environmental Science & Technology》上。

一直以来,芬顿反应因具有稳定、高效、低成本的优势,在水环境污染处理领域中受到广泛关注。然而,大多数芬顿反应只能发生在酸性环境中,在中性和碱性条件下则受到强烈抑制,而且在反应过程中需要引入外界能量(如激光、超声等)来提高其反应速率,种种缺陷都限制了芬顿反应在实际水处理中的应用。

此项工作设计合成了一种掺杂CuFe3O4@FeOOH复合物作为高活性的芬顿催化剂,针对上述问题进行了有效的改进。首先,Fe3O4FeOOH的复合以及Cu的掺杂将材料的催化活性成倍提升(一级反应动力学常数为9.04/h)。其次,Cu的掺杂给材料带来了大量的氧空位,提供了更多的活性位点,加快电子转移速率,也改变了催化剂表面和H2O2的电子结构,使H2O2更易分解为氧化性自由基。第三,材料中大量的Fe2+/Fe3+共存的状态使反应高效稳定。以上多种因素的协同作用不仅使催化反应速率得到大幅度提升,避免了外界能量的引入,同时将催化反应的可用pH范围拓展为3.2~9.0。此外,该材料还具有良好的稳定性和高磁性,能够多次循环使用,且方便回收,可有效应用于实际水体中污染物的降解。

 

论文信息:

Title: Oxygen Vacancy Promoted Heterogeneous Fenton-like Degradation of Ofloxacin at pH 3.2-9.0 by Cu Substituted Magnetic Fe3O4@FeOOH Nanocomposite

Authors:Hang Jin, Xike Tian,* Yulun Nie, Zhaoxin Zhou, Chao Yang, Yong Li, and Liqiang Lu

Source:Environmental Science & Technology, 51 (2017) 12699-12706.

DOI: 10.1021/acs.est.7b04503