近几十年来,持久性有机污染已发展成为全球范围内的一个棘手问题。水环境中难降解残留物的增加对生态系统产生了不可逆转的影响,并威胁到公众健康。类Fenton过程中的非自由基氧化途径对复杂水介质下有机污染物选择性降解具有优异的催化活性,然而高性能催化剂的合成和反应机理研究还不尽如人意。
文章要点1:在本文中,作者首次开发出一种钴-铜硒化物(CuCoSe)以活化过氧化氢(H2O2)用于非自由基物种的产生,优化后的CuCoSe+H2O2体系在中性pH下于10 min内表现出优异的金霉素(CTC)降解性能,并具有良好的可重复使用性和稳定性。
文章要点2:即使在实际应用中,CuCoSe+H2O2体系对无机阴离子和天然有机物也表现出很强的抗干扰能力。多次研究表明单线态氧(1O2)是该降解反应过程中的主要活性组分,在CuCoSe和H2O2的表面结合的电子转移同样在CTC的直接氧化中起着重要作用。
文章要点3:研究发现,Cu和Co的协同金属占据着活性位点,而引入的Se原子可以加速Co3+/Co2+、Cu2+/Cu+和Cu2+/Co2+的循环效率。同时,产生的Se/O空位可以进一步促进了电子中介增强非自由基行为。通过中间体鉴定和理论计算,作者提出了CTC的降解途径
图4. 自由基猝灭实验和EPR测试分析反应活性物种。
图5. CuCoSe+H2O2体系降解CTC污染物的非自由基主导机理。
Peidong Hong, Kaisheng Zhang, Junyong He, Yulian Li, Zijian Wu, Chao Xie, Jinhuai Liu, Lingtao Kong.Selenization governs the intrinsic activity of copper-cobalt complexes for enhanced non-radical Fenton-like oxidation toward organic contaminants. J. Hazard. Mater. 2022. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2022.128958.
https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2022.128958
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