69 / 2023-10-14 21:54:19

一步水热合成新型芬顿催化剂促进碳铁之间电子转移

水热碳, 草酸铁矿, 电子转移, Fe(III)/Fe(II)循环, As(III)去除

摘要

      在异相相芬顿反应中，碳材料在促进Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)循环中起着至关重要的作用，但铁与碳之间的电子传递效率通常较低。在本研究中，我们通过一步水热法制备了一种新型的异相芬顿催化剂-草酸铁矿/水热碳(Hum/HTC)，并在合成过程中就通过铁碳之间的电子转移实现了Fe(Ⅲ)的100%还原。此外，HTC可以持续提供电子，促进芬顿反应中Fe(Ⅱ)的再生。电子顺磁共振(EPR)和淬灭实验表明，Hum/HTC可以通过自由基和非自由基途径将As(Ⅲ)完全氧化为As(Ⅴ)。 原位红外光谱(ATR-FTIR)和2D-COS结果表明，单齿单核(MM)和双齿双核(BB)是As(V)固定的主要键合方式。40%Hum/HTC对As(Ⅲ)的最大吸附量为167 mg/g，高于大多数已报道的铁碳材料。本研究为催化剂合成过程中Fe(Ⅲ)的高效还原提供了一种新的策略，同时HTC可以在异相芬顿反应中持续提供电子加速Fe(Ⅱ)的再生。

关键词: 水热碳, 草酸铁矿, 电子转移, Fe(III)/Fe(II)循环, As(III)去除

作者简介：

姓名: 程六龙 （在读博士）

单位：华南农业大学

邮箱：chengll13@126.com

研究领域：芬顿催化，重金属吸附，铁碳材料