太阳光/CuMnFe LDHs催化剂/过一硫酸盐体系降解双酚A

利用水热法合成了具有高催化活性的CuMnFe三元金属氢氧化物(LDHs)催化剂,确定了最佳的Cu、Mn、Fe摩尔比,通过XRD、XPS、UV-vis DRS、FT-IR、SEM、TEM、BET等方法对催化剂进行了表征,并探究了催化剂投加量、PMS浓度、溶液pH、阴离子的种类和浓度对体系BPA去除的影响,进而通过LC-MS探究了BPA的降解途径与产物.结果 表明:在Fe离子摩尔占比为0.29时,LDHs的结晶度最高,且在Cu与Mn摩尔比为1∶1时,1∶1 Cu/Mn-Fe LDHs具有最强的光利用效率和催化活性.在模拟太阳光照射下,在催化剂用量为0.6g·L-1和PMS投加量为0.4mmol·L-1时,15 min内对20 mg·L-1的BPA的去除率可达到93.5％.1∶1 Cu/Mn-Fe LDHs具有良好的稳定性和重复利用性,在初始溶液pH 3～11内可保持良好的催化性能,但其催化性能会在pH为3～5的酸性条件下有所降低,在pH为3时BPA的去除率仍达79.3％;溶液中的Cl-会促进体系对BPA的降解反应,而H2PO4-、NO3-、HCO3-会抑制体系对BPA的降解.此外,还分析了水中阴离子浓度对该体系降解BPA的影响,并探究了不同活性成分对降解相对贡献的大小.结果 表明,超氧自由基(O2-)和空穴(h+)是本反应体系中最主要的活性成分,PMS掠夺自由电子从而大幅促进了h+的产生,而LDHs的过渡金属元素会与PMS形成稳定中间体,通过掠夺其他PMS的电子进而激发产生O2-.