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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^-和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^-、SO₄^2-、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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