Co₃O₄@碳纤维诱导贫/富电子中心活化PMS高效降解2,4-二氯酚

摘要

【目的】工业快速发展导致水体中氯酚类污染物含量上升，对生态系统和人类生存发展造成影响，高效降解工业废水中难降解污染物2,4-二氯酚（2,4-DCP）成为。【方法】通过一步浸渍法制备了具有贫/富电子活性中心的Co₃O₄包覆碳纤维催化剂（Co₃O₄@CF）,并应用于活化过硫酸盐降解2,4-DCP研究中。【结果】研究结果表明，Co₃O₄被均匀的涂覆在具有规则骨架结构的碳纤维表面，在Co（Ⅱ）-π的相互作用下形成了富电子钴中心和贫电子碳中心。在pH值为3.0～7.8,2,4-DCP的质量浓度为50 mg/L,Co₃O₄@CF质量浓度为0.1 g/L,PMS浓度为10 mmol/L的初始条件下，Co₃O₄@CF在20 min内可实现2,4-DCP的完全降解。在此过程中，Co₃O₄@CF可诱导反应体系中电子从贫电子中心向富电子中心转移，实现Co³⁺的快速还原和PMS的快速活化。表征结果也进一步证明，碳纤维不仅可以作为载体，还可以通过其结构缺陷参与过硫酸盐活化的链式自由基反应，从而促进SO^-₄·转换为¹O₂和O^-₂·,达到高效降解2,4-DCP的目的。

关键词

碳纤维 / Co₃O₄ / 贫/富电子中心 / 2,4-二氯酚 / 催化降解