【摘 要】
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随着人口的增长,工业化的加速,有机和无机污染物排放日益增多,造成了淡水资源的严重污染,废水净化变得尤为重要。工业废水中的部分污染物可通过物理、生物降解等手段除去,但染料、酚类、药物等有机污染物,由于具有一定的生物毒性,难以通过生物降解消除。高级氧化工艺(AOPs)具有矿化率高、氧化反应速率快等优点,成为处理有机废水的理想方法。基于亚铁离子催化作用的芬顿试剂(Fe2+/H2O2)作为其中一种高级氧化
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随着人口的增长,工业化的加速,有机和无机污染物排放日益增多,造成了淡水资源的严重污染,废水净化变得尤为重要。工业废水中的部分污染物可通过物理、生物降解等手段除去,但染料、酚类、药物等有机污染物,由于具有一定的生物毒性,难以通过生物降解消除。高级氧化工艺(AOPs)具有矿化率高、氧化反应速率快等优点,成为处理有机废水的理想方法。基于亚铁离子催化作用的芬顿试剂(Fe2+/H2O2)作为其中一种高级氧化技术近年来得到了大量的研究。金属有机骨架(MOFs)材料是一类由金属离子和有机配体配合形成多孔晶体材料,因其化学组成和结构灵活、表面积大、孔径可控,在气体储存、电化学、催化和生物医学等领域有广泛的应用。本文以Fe基MOFs材料为基础,通过向合成体系中掺杂不同的金属离子,合成了Fe0.1Cu-BDC和Fe/Co-MOFs双金属MOFs材料,大幅提升了Fe基MOFs材料在作为类芬顿催化剂脱除水溶液中染料罗丹明B的催化性能。利用溶剂热法合成了系列Fe/Cu双金属MOFs材料,其中Fe0.1Cu-BDC催化剂在水溶液中催化过氧化氢(H2O2)降解罗丹明B,在35℃,p H=4条件下,60min内罗丹明B的脱色率可达95%以上,p H增大到9时,脱色率仍在90%以上。65℃时,罗丹明B的脱色率在8 min内可达100%。同时该催化剂具有良好的稳定性,重复循环使用6次后,罗丹明B脱色率仍在90%以上。利用溶剂热合成的Fe/Co双金属MOFs材料Fe/Co-MOFs,其在水溶液中催化过氧化氢(H2O2)降解罗丹明B,在35℃条件下,在较宽的p H值范围内(p H=5~11),均可实现30 min内脱色达到100%。自由基捕捉实验对催化降解反应机理的研究表明,在Fe/Co-MOFs的催化作用下,羟基自由基(·OH)和空穴(H+)在罗丹明B的降解过程中起着尤为重要的作用。
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