微弧氧化制备Fe-Mn双金属类芬顿催化膜层及降解苯酚机制研究
编号:11
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更新:2025-03-11 16:56:09 浏览:49次
口头报告
摘要
常用的类芬顿催化剂多是粉体,在实际使用过程中存在易团聚,回收困难等问题,严重影响了其循环使用效果。本论文利用微弧氧化技术在TC4表面制备了双金属类芬顿固定化催化膜层,利用苯酚降解试验评价了膜层的类芬顿降解性能。
SEM、XRD等表征结果显示,双金属催化膜层与TC4基体结合良好,表面具有大量的多孔结构,同时还形成了众多突起。催化膜层的化学成分来源于MAO电解液组分,即物相组成主要为γ-Fe2O3/SiO2和Mn3O4等氧化物,而Ti氧化物几乎没有在膜层表面形成,这可能是因为电解液浓度较高导致的。与单铁金属膜层相比,Fe-Mn双金属膜层能够在光芬顿体系下实现10 min内降解95%以上的苯酚,降解速率是前者的10倍。而在无光条件下,双金属膜层依然能够在30 min降解95%以上的苯酚,此时单金属膜层无降解效果。机理研究显示,双金属膜层的Fe为核心催化位点,即降解反应是铁基芬顿过程;Mn作为辅助催化位点,加速Fe2+/Fe3+循环的转化。由于Fe/Mn的协同作用,双金属膜层的应用pH范围从pH 3.0扩展到pH 8.0。有趣的是,由于Fe物种和Mn物种紧密结合在催化膜层表面和内部孔洞,膜层经过6次循环后仍能够在30 min降解>90%苯酚,体现了良好的循环稳定性。
综上,本文报道的双金属催化膜层有效地改良了类芬顿催化剂在实际应用中的回收问题,并通过Fe/Mn协同作用提升的催化活性和应用pH范围。
关键词
TC4钛合金,微弧氧化,类芬顿反应,Fe-Mn双催化位点,苯酚降解
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