| CuFeO2耦合过硫酸盐可见光催化降解过程及机理研究 |
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| 引用本文： | 徐秋鹏,张力琳,李佳汶,李瑞桢,王成端,肖琳川. CuFeO2耦合过硫酸盐可见光催化降解过程及机理研究[J]. 环境科学学报, 2018, 38(6): 2350-2359 |
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| 作者姓名： | 徐秋鹏 张力琳 李佳汶 李瑞桢 王成端 肖琳川 |
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| 作者单位： | 四川理工学院化学与环境工程学院;四川理工学院化学工程学院;四川文理学院化学化工学院;信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金（No.61601313）；四川省教育厅重点项目（No.16ZA0261）；四川理工学院人才引进项目（No.2015RC02）；过程装备与控制工程四川省高校重点实验室项目（No.GK201611） |
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| 摘 要： | 采用水热合成法制备了CuFeO_2催化剂,并采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、比表面分析仪和紫外可见漫反射光谱(DRS)对CuFeO_2催化剂的晶体结构、表面形貌、组成元素、比表面积及禁带宽度等特性进行了表征分析.同时,以CuFeO_2为催化剂,加入过硫酸盐(PS),以模拟印染废水中的亚甲基蓝为目标污染物,在可见光照射下,耦合光催化技术与高级氧化技术,构建了CuFeO_2/PS/可见光(Vis)体系,并将其应用于降解亚甲基蓝染料废水.结果表明,与Cu_2O/PS/Vis、Fe_2O_3/PS/Vis体系相比,CuFeO_2/PS/Vis体系在同等条件下具有更好的降解效果.为探究该体系的最佳操作条件和适用的pH范围,系统地考察了催化剂投加量、PS投加量、pH值等因素对亚甲基蓝降解效果的影响.总有机碳含量(TOC)和重复实验表明,CuFeO_2可重复使用4次,该体系的降解效果基本不变,但矿化程度降低8.2%.电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)实验结果表明,反应结束后溶液中残存1.7 mg·L~(-1)Cu(占CuFeO_2投加总量的0.34%)和24.9μg·L~(-1)Fe(占CuFeO_2投加总量的0.05‰),推测其来自于CuFeO_2中金属离子的溶出.此外,对反应后的CuFeO_2进行XRD和SEM表征发现,其物相组成和形貌未明显变化,表明少量的金属溶解对材料稳定性的影响较小.结合自由基掩蔽实验和CuFeO_2能带结构分析发现,该体系良好的降解效果首先得益于耦合反应过程中产生的SO_4~-·,其次是·OH,另外,还有CuFeO_2受光激发产生的光生空穴及其表面键合的Cu(Ⅰ)/Cu(Ⅱ)和Fe(Ⅱ)/Fe(Ⅲ)氧化还原对的协同作用.
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| 关 键 词： | CuFeO2 过硫酸盐 可见光催化 高级氧化技术 |
| 收稿时间： | 2017-10-18 |
| 修稿时间： | 2017-11-06 |
Studies on the visible-light photocatalytic degradation process and mechanism by using CuFeO2 coupling persulfate |
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| XU Qiupeng,ZHANG Lilin,LI Jiawen,LI Ruizhen,WANG Chengduan and XIAO Linchuan. Studies on the visible-light photocatalytic degradation process and mechanism by using CuFeO2 coupling persulfate[J]. Acta Scientiae Circumstantiae, 2018, 38(6): 2350-2359 |
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| Authors: | XU Qiupeng ZHANG Lilin LI Jiawen LI Ruizhen WANG Chengduan XIAO Linchuan |
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| Affiliation: | 1. School of Chemistry and Environmental Engineering, Sichuan University of Science and Engineering, Zigong 643000;2. School of Chemical Engineering, Sichuan University of Science and Engineering, Zigong 643000,School of Chemistry and Environmental Engineering, Sichuan University of Science and Engineering, Zigong 643000,School of Chemistry and Environmental Engineering, Sichuan University of Science and Engineering, Zigong 643000,School of Chemistry and Environmental Engineering, Sichuan University of Science and Engineering, Zigong 643000,School of Chemistry and Chemical Engineering, Sichuan University of Arts and Science, Dazhou 635000 and The IT Electronics Eleventh Design & Research Institute Scientific and Technological Engineering Corporation Limited, Chengdu 610000 |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | CuFeO2 persulfate visible-light photocatalysis advanced oxidation processes |
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