单原子Mn-N-C催化活化过一硫酸盐降解2,4-二氯苯酚

唐佳杰, 汤岚, 陆熙, 李杨, 朱陆祥, 孙铸宇, 赵晓祥

doi:10.19886/j.cnki.dhdz.2023.0034

东华大学学报（自然科学版） ›› 2024, Vol. 50 ›› Issue (02) : 83 -94. DOI: 10.19886/j.cnki.dhdz.2023.0034

单原子Mn-N-C催化活化过一硫酸盐降解2,4-二氯苯酚

唐佳杰, 汤岚, 陆熙, 李杨, 朱陆祥, 孙铸宇, 赵晓祥

作者信息 +

Author information +

文章历史 +

PDF (12599K)

摘要

针对2,4-二氯苯酚(2,4-Dichlorophenol,2,4-DCP)对环境污染的危害，急需开发一种清洁高效的处理方式。研究采用模板蚀刻法制备了锚定在氮掺杂碳上的Mn单原子催化剂(Mn-N-C),Mn原子以Mn—N_x的形式均匀地稳定在载体上，该结构增强了Mn-N-C材料的极化和电子传递。当Mn-N-C和PMS的投加量分别为50 mg/L和0.8 mmol/L时，在温度为25℃,pH=7.0的条件下，2,4-DCP在60 min内降解率为99.6%,拟一级反应速率常数k_(obs)=0.078 6 min~(-1)。通过分析计算，Mn-N-C中Mn—N_x和N—(C)_3结构活化PMS产生~1O_2和~·O~-_2,而后2,4-DCP主要由~1O_2通过羟基化、脱氯和开环反应降解，降解产物的毒性大幅降低。试验结果表明：Mn-N-C在活化PMS降解2,4-DCP显现出优异的催化活性；Mn-N-C/PMS体系具有一定抗干扰能力、优异的稳定性和可重复使用性，为实际废水中2,4-DCP的处理提供了一种有效方法。