Fe0@SiO2中空核壳芬顿催化反应器的构建与性能

摘要

具有活性金属核的中空核壳纳米粒子作为纳米反应器表现出优良的催化性能.本文采用一种连续双溶剂浸渍-还原的方法制备了零价铁@二氧化硅中空核壳纳米粒子.具体过程如下所述:通过双溶剂浸渍,将硫酸亚铁溶液引入到预先合成并分散于正己烷中的中空介孔硅球(HMSS)空腔内.随后,硼氢化钠溶液也以同样的方式被引入到HMSS中,通过亚铁离子和硼氢化钠的反应,纳米零价铁核在硅球的空腔内形成.所制备的零价铁@二氧化硅中空核壳纳米粒子具有新奇的结构,包括可移动的核,垂直的介孔孔道,保护性的外壳和中空空腔.为了体现中空核壳纳米粒子的催化性能,芬顿催化氧化苯酚被选为模型催化反应.为了对比催化效果,另外两种材料也被应用于该体系.这两种材料分别是将零价铁附着于HMSS外壁的零价铁@二氧化硅复合材料和不掺杂HMSS的空白零价铁.催化结果显示:零价铁@二氧化硅中空核壳纳米粒子对于芬顿催化降解苯酚具有明显增强的活性和选择性,显示了核壳纳米反应的结构增强效应.