NC-PC锚定微量Fe活化PMS降解水中2,4-二氯苯氧乙酸

摘要

采用分步热分解法制备了 NC-PC(三维多孔碳材料)锚定的微量Fe基催化剂,用于活化过一硫酸盐(PMS)氧化降解水中2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D).采用透射电子显微镜(TEM)、高精度比表面积仪(BET)、X射线光电子能谱分析(XPS)和电感耦合等离子体发射光谱分析(ICP)对催化剂进行表征.考察了不同金属、制备方法、催化剂投加量、PMS投加量、初始pH值以及水中不同阴离子(Cl-、NO3-、HCO3-)对2,4-D降解的影响.结果表明,通过热分解法合成的Fe-NC-PC对2,4-D具有更好的降解效果,当2,4-D初始浓度为0.1mmol/L,初始pH=3.4,催化剂投加量0.15g/L,PMS浓度0.7mmol/L时,反应20min内2,4-D的去除率可达91％.随着催化剂投加量、PMS投加量的提高,2,4-D的降解效果提高;随着初始pH值的提高,2,4-D的降解效率逐渐降低;水中不同阴离子(Cl-、NO3-、HCO3-)和腐殖酸(HA)对2,4-D的降解有轻微的抑制作用.通过自由基淬灭实验、EPR测试以及XPS分析了反应的主要活性物种和反应机理,发现材料制备过程中形成的Fe-Nx是主要的反应活性位,能够有效的活化PMS降解水中2,4-D,1O2在2,4-D的降解过程中起到主要作用.