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    炭材料负载金属催化过硫酸氢钾盐的研究

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    炭材料负载金属催化过硫酸氢钾盐的研究

    Date: 2022-01-14

      为了提高催化剂的活性,有研究将具有催化功能的金属或金属氧化物负载在生物炭等炭质材料上,协同催化过硫酸氢钾盐氧化分解有机污染物,该负载型催化剂不仅能显明提升其催化活性,还可以明显减少游离金属离子的产生量,提高催化剂的实用性。

      其中,炭材料负载金属催化过硫酸盐的研究如下:

      有学者的研究证明了稻壳生物炭负载纳米零价铁可作为过硫酸盐的效率催化剂,可通过对Fe*/Fe的氧化还原作用和BC表面氧官能团的电子转移增进·SO。的生成;使用0.4g/L的nZVI/BC作为过硫酸盐的催化剂,在120min内降解了96.2%的千基酚。研究发现负载Fe的Fe功能化生物炭复合材料(Fe-BC-700),在越佳条件下能在5min内整体去除20mg/L的双酚A,其去除机制不仅依赖于过硫酸盐的催化降解,还涉及吸附、电子转移和非自由基化合物等,其中铁催化过一硫酸盐对双酚A的降解约占36%,而炭复合材料的降解和吸附大约各占17%和47%。

      有学者利用颗粒活性炭负载铁作为多相过硫酸氢钾盐催化剂对垃圾渗滤液进行预处理,动力学研究表明过硫酸盐的催化是一个快速的过程,COD去除率在30min后便可达越大值;循环实验表明,重复使用3次后,催化剂的催化性能显明下降,COD去除率下降了约一半,但经550℃煅烧再生后,其催化能力可以得到很好的恢复。

      还有学者分别比较了3种方法制备的生物炭负载铁(Fe/BC)催化剂对催化过硫酸盐脱色金橙Ⅱ的效果,发现越佳脱色效果(99.3%)是由共沉淀法制备的Fe/BC,这可能与该方法制备的催化剂粒径小、分散度好有关。

      钴(Co)已被证实是催化过硫酸氢钾盐越有益的金属。有学者以CO2代替N2作为反应介质,增进Co/木质素热解合成了一种Co浸渍生物炭(CoIB),CoIB由均匀分布的纳米Co颗粒浸渍在生物炭的碳基体中,具有孔隙率高、比表面积大、磁性好等优点,表现出比CoIB-N,和Co2O3越高的催化过硫酸盐降解对乙酰氨基酚的活性,并可以多次循环使用。

      还有学者发现当颗粒活性炭负载Ag复合催化剂中(Ag/AC)Ag负载量为12.7mg/g,Ag/AC投加量为1g/L,过硫酸钠3h后对酸性橙7的降解率达95%以上。Ag/AC具有良好催化效果的原因在于∶①活性炭表面的羧酸和内酯类等含氧酸性官能团含量增加,催化过硫酸根产生SO4-;②活性炭表面络合吸附-还原的Ag在水中发生解离产生Ag,与过硫酸氢钾根反应产生·SO4,这两种途径共同对溶液中的酸性橙7进行氧化降解。

    炭材料负载金属催化过硫酸氢钾盐的研究

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