光热协同增强氮化碳锚定FeOx纳米复合材料催化活化过一硫酸盐降解罗丹明B
2021-06-24孙丽娟苏义平赵志成魏启亮李颖楷
孙丽娟,苏义平,赵志成,魏启亮,李颖楷,李 顺
(1 中国航发北京航空材料研究院,北京 100095;2 佛山(华南)新材料研究院,广东 佛山528200;3 南方科技大学前沿与交叉科学研究院,广东 深圳 518055)

光催化是一种简单有效去除有机污染物的方法[9]。半导体光催化剂可以大幅度提高PMS的活化效率[10]。此外,在各种活化PMS的方法中,热活化尤其受到青睐[11]。提高活化温度可以局部提高反应温度,从而增强反应速率,加速污染物去除。此外,过硫酸分子经过热解可以形成均裂的过氧根分子,进而氧化污染物。对比其他活化技术,热活化的优势在于无须添加其他化学品,能最小化使用过硫酸盐。热活化过硫酸盐在诸多污染物体系中(双酚A[12],全氟羧酸[13],除草剂[14],药物[15-16])都被证明具有高效氧化去除效果。之前的研究表明,纳米FeOx在光热的辅助下可促进催化活性,提高降解效率[17]。基于此,本工作结合溶胶化-热解法制备一种新型氮化碳锚定FeOx纳米复合物(FeOx/CN)类芬顿催化剂,并对复合材料的形貌、结构和组分进行详细表征。以有机染料罗丹明B(rhodamine B,RhB)为模型污染物,考察FeOx/CN复合材料光热辅助活化PMS催化氧化性能,并深入探讨光热辅助活化PMS催化降解RhB的反应机理。
1 实验材料与方法
1.1 材料制备
采用热解法制备FeOx/CN基复合材料。称取一定量(0.5,1,2 mmol)的Fe(NO3)3,2 g尿素和2 g聚乙烯醇(平均分子质量1750),溶解在20 mL去离子水中,在70 ℃水浴3 h,得到棕黄色的凝胶溶液,冷却至室温。将凝胶溶液置于液氮中迅速冷冻,5 min后移至冷冻干燥机中冻干96 h。将得到的干凝胶放……
