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富含空位的 MOFs 衍生的磁性 CoFe 封装在 N 掺杂碳纳米管中作为过氧单硫酸盐活化剂用于去除对苯胺酸
Chemical Engineering Journal ( IF 13.3 ) Pub Date : 2022-11-19 , DOI: 10.1016/j.cej.2022.140474 Zhen Wang , Ying Fang , Ying Yang , Bo Qiu , Haipu Li
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更新日期:2022-11-19
Chemical Engineering Journal ( IF 13.3 ) Pub Date : 2022-11-19 , DOI: 10.1016/j.cej.2022.140474 Zhen Wang , Ying Fang , Ying Yang , Bo Qiu , Haipu Li
合理设计具有过一硫酸盐 (PMS) 活化和砷吸附能力的高性能催化剂以去除对亚苯胺酸 ( p -ASA) 的需求量很大,但仍然是一个重大挑战。在此,通过室温共沉淀法构建了富含空位的金属有机框架(MOFs),并使用 MOFs 模板通过退火工艺制备了封装在 N 掺杂碳纳米管(CoFe-N-CNTs)中的磁性 CoFe。氮气氛。CoFe-N-CNTs 的合成条件通过调整 Fe/Co 比和碳化温度进行了优化。CoFe-N-CNTs/PMS 系统表现出良好的去除性能,实现了 46 μM p的完全降解-ASA 在 3 分钟内,在 0.1 g/L 催化剂和 400 μM PMS 下,30 分钟内的总砷去除效率为 98%。p -ASA的降解率 ( k obs ) 和总砷去除效率分别是无空位 MOF 衍生催化剂的 6.7 倍和 2.7 倍。CoFe-N-CNTs/PMS 系统在广泛的 pH 值 4.5-9.0 和不同的水基质中表现出稳健和高效的性能。清除实验和电子顺磁共振 (EPR) 结果表明,非自由基单线态氧 ( 1 O 2 )、硫酸根 (SO 4 •- )、羟基自由基 ( • OH) 和超氧化物 (O 2 •-) 参与p -ASA 分解。电子转移和直接氧化转移过程 (DOTP) 也有助于p -ASA 降解。高效液相色谱与电感耦合等离子体质谱 (HPLC-ICP-MS) 分析表明,砷部分以 As(III) 的形式从p -ASA 中裂解,然后迅速氧化为 As(V)。X 射线光电子能谱 (XPS) 分析表明,无机砷的去除遵循内球络合物的机理。该研究强调了CoFe-N-CNT的原位合成,其具有出色的催化降解和有机砷去除砷活性。
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