封装型双金属阴极催化剂强化电芬顿技术高效去除磺胺甲恶唑

作者：郑豪; 刘宇涛; 李爱民; 程松; 刘福强^*

来源：环境工程学报, 2022, 16(09): 2862-2873.

• 电芬顿
• 封装
• 双金属
• 铁钴合金
• 磺胺甲恶唑

传统非均相电芬顿(EF)技术主要面临活性氧物种生成速率慢、催化剂稳定性差等不足。将FeCo-ZIF和三聚氰胺(MA)共混(质量比为1:100)煅烧，成功制备出氮掺杂碳纳米管封装铁钴合金阴极催化剂(NCNT@FeCo)，可强化EF高效去除水中磺胺甲恶唑(SMZ，初始质量浓度为20 mg·L-1)，在近中性条件下50 min内即可完全去除，降解速率常数可达0.057 min-1，是单独煅烧FeCo-ZIF制备的裸露型双金属催化剂FeCo-N的3倍，且前者的金属浸出总量(0.27 mg·L-1)仅为后者(1.79 mg·L-1)的15.1%。循环回用5次后，60 min内NCNT@FeCo对SMZ的去除率仍可达到96.0%。扫描电子显微镜表征与电化学阻抗测试结果表明，由MA诱导生成的N-CNT，不仅通过封装结构有效限制了内部铁钴合金受强氧化性环境腐蚀破坏，而且显著加速了内部铁钴合金的电子传递速率，N-CNT@FeCo的独特封装结构使其兼具高催化活性和高稳定性。本研究为高效稳定的阴极催化剂提供了稳定、可控、易放大的封装策略。

• 单位
  南京大学