【摘 要】
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以MIL-53(Al)和铁盐为原料,采用浸渍-焙烧的方法,制备了Fe2O3/MIL-53(Al)类芬顿催化剂。通过扫描电子显微镜(SEM)、射透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红
【机 构】
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污染控制与资源化研究国家重点实验室南京大学环境学院; 南京大学环境纳米技术研究中心南京大学; 国家环境保护有机化工废水处理与资源化工程技术中心; 南京大学常高新国际环保产
【基金项目】
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国家重点研发计划(No.2017YFE0107200);江苏省研究生科研与实践创新计划项目(No.KYCN10-0050)
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以MIL-53(Al)和铁盐为原料,采用浸渍-焙烧的方法,制备了Fe2O3/MIL-53(Al)类芬顿催化剂。通过扫描电子显微镜(SEM)、射透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)及X射线光电子能谱仪(XPS),对Fe2O3/MIL-53(Al)、MIL-53(Al)及Fe2O3三种材料的理化性质进行了表征。以亚甲基蓝为相关材料催化类芬顿反应氧化性能的指示剂,考察了Fe2O3/MIL-53(Al)、MIL-53(Al)及Fe2O3三种材料催化类芬顿反应的活性。探讨了Fe2O3/MIL-53(Al)催化活性强化的相关作用机制。研究结果表明,Fe2O3/MIL-53(Al)的物化结构特征是以赤铁矿为主的纳米Fe2O3颗粒均匀、离散地分布在MIL-53(Al)之上,纳米Fe2O3颗粒尺寸大多集中在1-5 nm。与未负载纳米Fe2O3相比,其分散性和颗粒尺寸都展现出潜在优越性。Fe2O3/MIL-53(Al)材料催化类芬顿反应降解水溶液中亚甲基蓝的效果是未负载纳米Fe2O3的4.8倍(以反应速率常数计),且TOC去除率亦有明显优势。自由基猝灭实验结果表明Fe2O3/MIL-53(Al)催化类芬顿降解污染物的主要活性氧类物质为羟基自由基。MIL-53(Al)孔结构发达、孔分布均匀及孔尺寸较小且均一等结构特征,导致负载其中的Fe2O3具有孔道负载量大、颗粒分布离散且均匀、颗粒粒径小且均一等特点,从而强化了纳米Fe2O3催化类芬顿反应氧化降解水中污染物的性能。
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