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铁铜双金属有机骨架MIL-101(Fe,Cu)活化双氧水降解染料性能
引用本文:梁贺,刘锐平,安晓强,刘会娟.铁铜双金属有机骨架MIL-101(Fe,Cu)活化双氧水降解染料性能[J].环境科学,2020,41(10):4607-4614.
作者姓名:梁贺  刘锐平  安晓强  刘会娟
作者单位:东北师范大学环境学院,长春 130117;中国科学院生态环境研究中心,中国科学院饮用水科学与技术重点实验室,北京 100085,中国科学院生态环境研究中心,中国科学院饮用水科学与技术重点实验室,北京 100085;清华大学环境学院水质与水生态研究中心,北京 100084,清华大学环境学院水质与水生态研究中心,北京 100084
基金项目:国家自然科学基金项目(51925807,51738013);香港、澳门青年学者合作研究基金项目(51729801)
摘    要:针对非均相芬顿传质效率低和Fe(Ⅲ)Fe(Ⅱ)转化慢导致活性低等问题,采用溶剂热法制备铁铜双金属有机骨架材料MIL-101(Fe,Cu)],并研究了材料界面性质、催化降解染料(亚甲基蓝)性能以及活化催化机制.结果表明,MIL-101(Fe,Cu)晶体结构完整且呈三维八面体形状;比表面积和平均孔径分别为667.2 m2 ·g-1和1.9 nm,可充分暴露反应活性位点.MIL-101(Fe,Cu)在广谱pH范围可活化H2 O2高效降解亚甲基蓝.当pH=5、反应20 min,MIL-101(Fe,Cu)/H2 O2对20 mg ·L-1亚甲基蓝的去除率为100%,较MIL-101(Fe)/H2O2和单独H2 O2分别提高43.1%和88.9%.自由基猝灭实验与反应前后铁和铜价态变化结果表明,羟基自由基(·OH)是MIL-101(Fe,Cu)/H2 O2催化降解亚甲基蓝的主要活性物种;Cu(Ⅱ)掺杂引入新的活性位点,且Cu(Ⅱ)/Cu(Ⅰ)循环和Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)循环可协同产生·OH,进而提高催化效率.MIL-101(Fe,Cu)作为新型非均相类芬顿催化剂,无需复杂pH调节即可获得良好催化效果,在工业废水处理上具有较好地应用前景.

关 键 词:MIL-101(Fe  Cu)  类芬顿  双金属  羟基自由基(?OH)  染料废水
收稿时间:2020/3/3 0:00:00
修稿时间:2020/4/23 0:00:00

Activating Efficiency of Iron-copper Bimetallic Organic Framework MIL-101(Fe,Cu) Toward H2 O2 for Degradation of Dyes
LIANG He,LIU Rui-ping,AN Xiao-qiang,LIU Hui-juan.Activating Efficiency of Iron-copper Bimetallic Organic Framework MIL-101(Fe,Cu) Toward H2 O2 for Degradation of Dyes[J].Chinese Journal of Environmental Science,2020,41(10):4607-4614.
Authors:LIANG He  LIU Rui-ping  AN Xiao-qiang  LIU Hui-juan
Institution:School of Environment, Northeast Normal University, Changchun 130117, China;Key Laboratory of Drinking Water Science and Technology, Research Center for Eco-Environmental Sciences, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100085, China;Key Laboratory of Drinking Water Science and Technology, Research Center for Eco-Environmental Sciences, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100085, China;Center for Water and Ecology, School of Environment, Tsinghua University, Beijing 100084, China
Abstract:
Keywords:MIL-101(Fe  Cu)  Fenton-like reaction  bimetallic synergy  hydroxyl radical (·OH)  dye wastewater
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