氮掺杂碳纳米管负载四氧化三钴活化过氧单硫酸盐去除磺胺甲恶唑

作     者：卢孜 向钤 张珺 胡晶晶 覃建军 杨安平 吴来燕 

作者机构：中南民族大学资源与环境学院 湖北省巴东县环境监测站 湖北省生态环境监测中心站 

出 版 物：《环境化学》 (Environmental Chemistry)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 081705[工学-工业催化] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：湖北省自然科学基金(2023AFB788) 中央高校基本科研业务费专项资金(CPT22027,CZQ21028)资助 

主　　题：碳纳米管 钴氧化物 过一硫酸盐 磺胺甲恶唑 

摘      要：基于等体积浸渍法制备了氮掺杂碳纳米管负载Co3O4的复合催化剂（N-CNT-Co3O4）.通过透射电镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）和拉曼光谱等表征了催化剂化学组成和形貌结构.并通过降解动力学和循环实验考察了N-CNT-Co3O4活化PMS降解SMX的性能，分析了催化剂和PMS投加量、磺胺甲恶唑（SMX）初始浓度、pH等条件对N-CNT-Co3O4/PMS催化体系的影响，并探究了N-CNT-Co3O4活化PMS的机理及对SMX的降解途径.结果表明，N-CNT-Co3O4/PMS能在10 min将20 mg·L-1SMX完全降解，4 h矿化率可达71%，经4次循环实验后催化剂稳定性良好.自由基测试及电化学表征表明，N-CNT-Co3O4/PMS/SMX体系存在自由基(SO4·-，·OH)和非自由基（1O2，电子转移）两种途径，Co3O4和氮原子的掺杂显著增强了催化剂的电子传递能力.N-CNT-Co3O4/PMS可将SMX氧化、裂解反应形成多种降解产物，最终矿化成CO2、SO42-和H2O，且该催化体系在SO42-、NO3-和HA(10 mg·L-1)条件下仍能高效活化PMS降解SMX.