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华东理工大学:新型助催化剂3D-MoS2海绵控制水污染
2020-05-19 16:44:10来源:元素商城

近日,华东理工大学邢明阳教授研究团队采用简单的浸渍-加热相结合的方法氧化石墨烯(GOMoS2纳米球负载在海绵的内外表面,设计出一种3D-MoS2海绵其在芬顿反应体系中作为助催化剂,更利于助催化反应的发生,可实现对染料类及抗生素类废水的高效处理

芬顿反应,是一种无机化学反应,是通过过氧化氢(H2O2) 与二价铁离子Fe2+的混合溶液将有机化合物如羧酸、醇、酯类等氧化为无机态的过程。芬顿反应具有去除难降解有机污染物的高能力,在印染废水、含油废水、含酚废水、焦化废水、含硝基苯废水、二苯胺废水等废水处理中有很广泛的应用。

水污染.jpg 

研究团队开发的新型助催化剂3D-MoS2海绵具有诸多优点,首先,其三维结构设计能够进一步优化高级氧化法的性能优势,Fe3+/H2O2体系为例,引入3D-MoS2海绵,其降解芳香族有机污染物的反应速率是没有助催化剂情况下的约50倍

其次,3D-MoS2海绵中纳米花片层堆积和不规则边缘可以提供更多的Mo4+活性位点,加速Fe3+/Fe2+的高效稳定循环,抑制铁泥等二次污染物的形成。

使用此助催化剂的反应体系运行成本,具有巨大的工业应用价值。研究人员发现,即使经过140 L的中试实验,3D-MoS2海绵仍保持高效率和稳定的活性。且连续反应16天后,3D-MoS2实现120 mg/ L抗生素废水的降解率高达97.87%。而处理一吨废水的运行成本仅为0.33美元。

这项研究对于控制工业应用中的水污染物,避免环境二次污染等具有十分重要的意义。

参考文献:

Lingli Zhu, Jiahui Ji, Jun Liu, Shinya Mine, Masaya Matsuoka, Jinlong Zhang, Mingyang Xing*,Designing 3D-MoS2 Sponge as Excellent Cocatalysts in Advanced Oxidation Processes for Pollutant Control[J]Angew. Chem. Int. Ed.,2020, DOI: 10.1002/anie.202006059

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