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炭材料負載金屬催化過硫酸氫鉀鹽的研究

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炭材料負載金屬催化過硫酸氫鉀鹽的研究

Date: 2022-01-14

  為了提高催化劑的活性,有研究將具有催化功能的金屬或金屬氧化物負載在生物炭等炭質材料上,協同催化過硫酸氫鉀鹽氧化分解有機污染物,該負載型催化劑不僅能顯明提升其催化活性,還可以明顯減少游離金屬離子的產生量,提高催化劑的實用性。

  其中,炭材料負載金屬催化過硫酸鹽的研究如下:

  有學者的研究證明了稻殼生物炭負載納米零價鐵可作為過硫酸鹽的效率催化劑,可通過對Fe*/Fe的氧化還原作用和BC表面氧官能團的電子轉移增進·SO。的生成;使用0.4g/L的nZVI/BC作為過硫酸鹽的催化劑,在120min內降解了96.2%的千基酚。研究發現負載Fe的Fe功能化生物炭復合材料(Fe-BC-700),在越佳條件下能在5min內整體去除20mg/L的雙酚A,其去除機制不僅依賴于過硫酸鹽的催化降解,還涉及吸附、電子轉移和非自由基化合物等,其中鐵催化過一硫酸鹽對雙酚A的降解約占36%,而炭復合材料的降解和吸附大約各占17%和47%。

  有學者利用顆?;钚蕴控撦d鐵作為多相過硫酸氫鉀鹽催化劑對垃圾滲濾液進行預處理,動力學研究表明過硫酸鹽的催化是一個快速的過程,COD去除率在30min后便可達越大值;循環實驗表明,重復使用3次后,催化劑的催化性能顯明下降,COD去除率下降了約一半,但經550℃煅燒再生后,其催化能力可以得到很好的恢復。

  還有學者分別比較了3種方法制備的生物炭負載鐵(Fe/BC)催化劑對催化過硫酸鹽脫色金橙Ⅱ的效果,發現越佳脫色效果(99.3%)是由共沉淀法制備的Fe/BC,這可能與該方法制備的催化劑粒徑小、分散度好有關。

  鈷(Co)已被證實是催化過硫酸氫鉀鹽越有益的金屬。有學者以CO2代替N2作為反應介質,增進Co/木質素熱解合成了一種Co浸漬生物炭(CoIB),CoIB由均勻分布的納米Co顆粒浸漬在生物炭的碳基體中,具有孔隙率高、比表面積大、磁性好等優點,表現出比CoIB-N,和Co2O3越高的催化過硫酸鹽降解對乙酰氨基酚的活性,并可以多次循環使用。

  還有學者發現當顆?;钚蕴控撦dAg復合催化劑中(Ag/AC)Ag負載量為12.7mg/g,Ag/AC投加量為1g/L,過硫酸鈉3h后對酸性橙7的降解率達95%以上。Ag/AC具有良好催化效果的原因在于∶①活性炭表面的羧酸和內酯類等含氧酸性官能團含量增加,催化過硫酸根產生SO4-;②活性炭表面絡合吸附-還原的Ag在水中發生解離產生Ag,與過硫酸氫鉀根反應產生·SO4,這兩種途徑共同對溶液中的酸性橙7進行氧化降解。

炭材料負載金屬催化過硫酸氫鉀鹽的研究

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