214 容易循環(huán)使用的微量CuFeO2介導(dǎo)的過氧單硫酸鹽的非均相活化可有效降解卡馬西平

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這篇由中南民族大學(xué)等的研究學(xué)者完成，討論容易循環(huán)使用的微量CuFeO2介導(dǎo)的過氧單硫酸鹽的非均相活化可有效降解卡馬西平的論文，發(fā)表在一區(qū)重要期刊《Journal of Hazardous Materials》，影響因子：6.434。

近年來，微波化學(xué)儀器用于材料合成的研究工作已經(jīng)成為科學(xué)研究的熱門方向，受到廣大學(xué)者的極大關(guān)注！

摘要

采用微波輔助水熱法快速制備了微米級(jí)CuFeO 2顆粒，并用掃描電鏡、X射線粉末衍射和X射線光電子能譜對(duì)其進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，微CuFeO 2為純相結(jié)構(gòu)，在2.8±0.6μm范圍內(nèi)為菱形結(jié)構(gòu)。

微CuFeO 2有效地催化了過氧單硫酸鹽(PMS)的活化，生成硫酸根(SO4·-)，導(dǎo)致卡馬西平(CBZ)的快速降解。微CuFeO 2的催化活性分別是微Cu2O和微量Fe2O3的6.9倍和25.3倍，微CuFeO 2對(duì)PMS活性的增強(qiáng)是由于表面結(jié)合Cu(I)和Fe(III)的協(xié)同作用所致。

硫酸根是引起CBZ降解的主要自由基。微CuFeO 2作為一種微尺度催化劑，在連續(xù)五次的降解循環(huán)中，與微Cu2O相比，很容易被重力沉降回收，并表現(xiàn)出較好的催化穩(wěn)定性。PMS/CuFeO 2對(duì)CBZ的氧化降解在實(shí)際水環(huán)境體系中是有效的。

詳情

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結(jié)論

總之，制備了CuFeO 2微粒，并將其作為PMS的多相催化劑，與Fe2O3、CuO和Cu2O作為催化劑相比，PMS對(duì)CBZ的降解具有更高的催化活性。采用0.5g L-1 CuFeO 2微粒和0.2mmol L-1 PMS，在30 min內(nèi)對(duì)添加的CBZ(20mmol L-1)進(jìn)行了100%的降解。加入1.5mmol L-1的PMS后，CBZ的TOC去除率可達(dá)67.7%.硫酸根是引起CBZ降解的主要自由基。XPS分析、ESR測(cè)試等實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，Cu(I)/Cu(II)和Fe(II)/Fe(III)氧化還原對(duì)的協(xié)同作用是CuFeO 2微粒催化活性高的原因。

祥鵠儀器在本論文中的使用過程

根據(jù)前文[49]的報(bào)道，采用微波輔助水熱法制備了CuFeO 2微粒。在一種典型的合成方法中，將0.01mol Cu(NO3)2·3H2O和0.01 mol 10 Fe(NO3)3·9H2O溶于55 mL蒸餾水中形成一個(gè)清澈的溶液，然后在溶液中加入15 mL的0.2mol NaOH。超聲作用10 min，進(jìn)一步攪拌20 min，得到膠體懸浮液。在懸浮液中加入1 mL丙醛作為還原劑，將該懸浮液(71 ML)轉(zhuǎn)移到100 mL高壓釜中，用微波爐(XH-800C，北京祥鵠科技發(fā)展有限公司)進(jìn)行密封和加熱。加熱速率為10°C min-1，升溫速率為5°C min-1，升溫速度為180°C，在此溫度下保溫60 min，自然降溫至室溫。通過過濾收集固體產(chǎn)品，用蒸餾水洗滌幾次，然后在環(huán)境條件下在空氣中干燥。分別以Cu(NO3)2和Fe(NO3)3為前驅(qū)體制備了Cu2O和Fe2O3樣品。采用500°C熱處理2小時(shí)制備了CuO微球。