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中南林業科技大學環境科學與工程學院、生命科學與技術學院Chao Huang等--氧化石墨烯負載的3D-MoS2/FeCo2O4海綿對過一硫酸鹽的活化用于高效降解有機污染物
       傳統粉末催化劑的回收和聚集問題難以解決,極大地限制了其實際應用,通過簡單的浸漬熱解方法,開發了一種可回收的氧化石墨烯(GO)負載的3D-MoS2/FeCo2O4海綿(SFCMG)。SFCMG能有效激活過一硫酸鹽(PMS)生成快速降解羅丹明B (RhB)的活性物質,在2 min和10 min內RhB的去除率分別為95.0%和100%。氧化石墨烯的存在增強了海綿的電子傳遞性能,三維三聚氰胺海綿作為襯底為FeCo2O4和MoS2/GO雜化片提供了高度分散的載體。SFCMG表現出Fe和Co的協同催化作用,通過MoS2共催化促進Fe(III)/Fe(II)和Co(III)/Co(II)的氧化還原循環,增強了其催化活性。電子順磁共振結果表明,SFCMG/ PMS體系中均有SO4·-、O2-1O2參與,其中1O2在RhB降解中發揮了突出作用。該體系對陰離子(Cl-、SO42-、H2PO4-)和腐殖酸具有良好的耐蝕性,對多種典型污染物具有優良的降解性能。此外,它可以在較寬的pH范圍(3-9)內有效工作,具有高穩定性和可重復使用性,金屬浸出遠低于安全標準。本研究拓展了金屬共催化的實際應用,為處理有機廢水提供了一種很有前景的類芬頓催化劑。

 
流程圖1. FeCo2O4@MoS2/GO海綿的合成路線。

 
圖1. (a)三聚氰胺海綿、(b)SG和(c,d)SFCMG的SEM圖像。

 
圖2. SFCMG的(a) TGA和DTG曲線,(b)彈性和(c)親水性。

 
圖3. (a)SFCMG在反應前后的拉曼光譜,(b)空白海綿和SFCMG的XRD圖譜。

 
圖4. SFCMG的XPS圖譜:(a)Survey,(b)Fe 2p,(c)Co 2p和(d)Mo 3d。

 
圖5. (a) pH、(c) PMS濃度、(d) SFCMG用量(尺寸:1×1×1 cm)、(e) RhB初始濃度、(f)多種干擾離子對RhB去除率的影響;(b)不同pH下Co的浸出。

 
圖6. 在不同體系中(a) RhB的降解性能,(b)及相應的動力學。(c) SFCMG的可重復使用性;(d)不同污染物的去除率和礦化率。

 
圖7. (a)RhB降解試驗中的不同清除劑,(b)及相應動力學,兩個系統中(c)ROS的貢獻及(d) DMPO-SO4·-,(e) DMPO-O2-和(f) TEMP-1O2的EPR光譜。

 
圖8. SFCMG/PMS降解RhB的機理。

      相關研究成果由中南林業科技大學環境科學與工程學院、生命科學與技術學院Chao Huang等人于2023年發表在Environmental Pollution (https://doi.org/10.1016/j.envpol.2023.121391)上。原文:Peroxymonosulfate activation by graphene oxide-supported 3D-MoS2/FeCo2O4 sponge for highly efficient organic pollutants degradation。

轉自《石墨烯研究》公眾號
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