硫修饰的多孔Co3O4活化过一硫酸盐降解亚甲基蓝

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以Na2S2O3为硫源,采用改进的草酸盐-热解法制备了一系列硫修饰的Co3O4多孔催化剂(Sx@Co3O4,x=0.25、0.50、0.75、1,x为硫的修饰量,以Co(NO3)2·6H2O的物质的量为基准,下同)。以亚甲基蓝(MB)为降解模型,考察了不同催化剂活化过一硫酸盐(PMS)的催化性能。探讨了催化剂用量、PMS浓度、反应温度、常见阴离子种类在Sx@Co3O4-PMS体系下对MB降解率的影响,并评价了催化剂的循环稳定性。结果表明,随着硫修饰量的增加,Co3O4的催化性能逐渐升高,S1@Co3O4表现出最佳的催化性能。硫元素以SO42-的形式键合在Co3O4的表面,使Co3O4比表面积增大、表面氧空位含量增多及对HSO5-的极化增强,三者综合作用增强了Co3O4催化性能。在催化剂用量0.04 g/L、PMS浓度0.6 mmol/L、反应温度25 ℃,反应时间25 min的最优化条件下,S1@Co3O4-PMS体系对500 mL质量浓度为10 mg/L MB溶液的降解率高达98.35%。S1@Co3O4可通过简单的方式回收利用,在连续4次循环使用后,其对MB的降解率仍可达68.57%。MB在S1@Co3O4-PMS体系中的降解是自由基(·SO4-、·OH和·O2-)和非自由基(1O2)共同作用的结果。
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