Citation: Yibing Li, Ali Jawad, Aimal Khan, Xiaoyan Lu, Zhuqi Chen, Weidong Liu, Guochuan Yin. Synergistic degradation of phenols by bimetallic CuO-Co3O4@γ-Al2O3 catalyst in H2O2/HCO3- system[J]. Chinese Journal of Catalysis, 2016, 37(6): 963-970. doi: 10.1016/S1872-2067(15)61092-0
负载型铜钴氧化物协同催化H2O2/HCO3-降解苯酚
本文采用浸渍法制备了一种双金属铜、钴氧化物催化剂及相关的对照催化剂体系, 利用碳酸氢盐活化 H2O2 用于降解苯酚模拟废水. 通过各种空白实验发现, 负载于γ-Al2O3 表面的钴、铜氧化物催化剂 CuO-Co3O4@γ-Al2O3 具有最好的催化降解活性, 而 CuO@γ-Al2O3, Co3O4@γ-Al2O3, CuO-Co3O4及 CuO 和 Co3O4 的物理混合物均表现出较差的催化性能. 由此可见, 在 CuO-Co3O4@γ-Al2O3 催化剂中, 铜、钴离子在苯酚降解过程中存在协同效应, 这可能与催化剂中钴、铜金属离子的相互作用相关. X 射线衍射和 X 射线光电子能谱结果表明, 反应前后 CuO-Co3O4@γ-Al2O3 催化剂中金属的氧化状态并未发生改变, 在使用过程中钴离子的浸出率可以忽略, 铜离子的浸岀率也仅有 0.6 ppm. 荧光分析实验和自由基捕获实验表明, 只有添加·O2-和·OH 的捕获剂能明显抑制降解反应, 因而推测该反应体系对有机物的降解是一个自由基氧化过程, 起关键作用的可能是·O2-和·OH.
-
关键词:
- 协同效应
- / 苯酚降解
- / 铜/钴氧化物催化剂
- / 机理研究
- / 碳酸氢盐活化的过氧化氢
English
Synergistic degradation of phenols by bimetallic CuO-Co3O4@γ-Al2O3 catalyst in H2O2/HCO3- system
-
-
[1] N. Oturan, M. Panizza, M. A. Oturan, J. Phys. Chem. A, 2009, 113, 10988-10993.
-
[2] M. Farhadian, D. Duches, C. Vachelard, C. Larroche, Appl. Biochem. Biotechnol., 2008, 151, 295-306.
-
[3] L. G. Devi, G. Krishnamurthy, J. Phys. Chem. A, 2011, 115, 460-469.
-
[4] N. Oturan, M. H. Zhou, M. A. Oturan, J. Phys. Chem. A, 2010, 114, 10605-10611.
-
[5] S. Zhang, H. Zhao, in: M. Duke, D. Y. Zhao, R. Semiat eds., Functional Nanostructured Materials and Membranes for Water Treatment, Wiley, 2013, 335.
-
[6] P. Forde, C. Kennelly, S. Gerrity, G. Collins, E. Clifford, Environ. Technol., 2015, 36, 1188-1204.
-
[7] A. H. Xu, H. Xiong, G. C. Yin, J. Phys. Chem. A, 2009, 113, 12243-12248.
-
[8] A. Jawad, Y. B. Li, X. Y. Lu, Z. Q. Chen, W. D. Liu, G. C. Yin, J. Hazard. Mater., 2015, 289, 165-173.
-
[9] X. X. Li, Z. D. Xiong, X. C. Ruan, D. S. Xia, Q. F. Zeng, A. H. Xu, Appl. Catal. A, 2012, 411-412, 24-30.
-
[10] A. H. Xu, X. X. Li, S. Ye, G. C. Yin, Q. F. Zeng, Appl. Catal. B, 2011, 102, 37-43.
-
[11] Z. Yang, H. Wang, M. Chen, M. X. Luo, D. S. Xia, A. H. Xu, Q. F. Zeng, Ind. Eng. Chem. Res., 2012, 51, 11104-11111.
-
[12] L. Zhou, W. Song, Z. Q. Chen, G. C. Yin, Environ. Sci. Technol., 2013, 47, 3833-3839.
-
[13] S. X. Liang, L. X. Zhao, B. T. Zhang, J. M. Lin, J. Phys. Chem. A, 2008, 112, 618-623.
-
[14] Y. Lei, C. S. Chen, Y. J. Tu, Y. H. Huang, H. Zhang, Environ. Sci. Technol., 2015, 49, 6838-6845.
-
[15] T. C. An, H. Yang, W. H. Song, G. Y. Li, H. Y. Luo, J. Phys. Chem. A, 2010, 114, 2569-2575.
-
[16] R. Hernandez, M. Zappi, J. Colucci, R. Jones, J. Hazard. Mater., 2002, 92, 33-50.
-
[17] I. Zacharaki, C. G. Kontoyannis, S. Boghosian, A. Lycourghiotis, C. Kordulis, Catal. Today, 2009, 143, 38-44.
-
[18] B. Solsona, T. E. Davies, T. Garcia, I. Vázquez, A. Dejoz, S. H. Taylor, Appl. Catal. B, 2008, 84, 176-184.
-
[19] Y. H. Zhang, H. F. Xiong, K. Liew, J. L. Li, J. Mol. Catal. A, 2005, 237, 172-181.
-
[20] F. E. López-Suárez, A. Bueno-López, M. J. Illán-Gómez, Appl. Catal. B, 2008, 84, 651-658.
-
[21] B. R. Strohmeier, D. E. Levden, R. S. Field, D. M. Hercules. J. Catal., 1985, 94, 514-530.
-
[22] Z. Ferencz, A. Erdohelyi, K. Baán, A. Oszkó, L. Óvári, Z. Kónya, C. Papp, H. P. Steinrück, J. Kiss, ACS Catal., 2014, 4, 1205-1218.
-
[23] Z. Zsoldos, L. Guczi, J. Phys. Chem., 1992, 96, 9393-9400.
-
[24] G. Fierro, M. L. Jacono, M. Inversi, R. Dragone, P. Porta, Top. Catal., 2000, 10, 39-48.
-
[25] P. W. Park, J. S. Ledford, Appl. Catal. B, 1998, 15, 221-231.
-
[26] S. Chaliha, K. G. Bhattacharyya, J. Hazard. Mater., 2008, 150, 728-736.
-
[27] J. B. d'Espinose de la Caillerie, M. Kermarec, O. Clause, J. Am. Chem. Soc., 1995, 117, 11471-11481.
-
[28] P. Shukla, H. Q. Sun, S. B. Wang, H. M. Ang, M. O. Tadé, Sep. Purif. Technol., 2011, 77, 230-236.
-
[29] A. Alejandre, F. Medina, A. Fortuny, P. Salagre, J. E. Sueiras, Appl. Catal. B, 1998, 16, 53-67.
-
[30] V. Rives, A. Dubey, S. Kannan, Phys. Chem. Chem. Phys., 2001, 3, 4826-4836.
-
[31] J. Garcia-Ivars, M. I. Iborra-Clar, M. I. Alcaina-Miranda, J. A. Mendoza-Roca, L. Pastor-Alcañiz, J. Hazard. Mater., 2015, 290, 51-59.
-
[32] H. S. Park, J. R. Koduru, K. H. Choo, B. Lee, J. Hazard. Mater., 2015, 286, 315-324.
-
[33] Z. Q. Chen, L. Yang, C. Choe, Z. A. Lv, G. C. Yin, Chem. Commun., 2015, 51, 1874-1877.
-
[34] C. Choe, L. Yang, Z. A. Lv, W. L. Mo, Z. Q. Chen, G. X. Li, G. C. Yin, Dalton Trans., 2015, 44, 9182-9192.
-
[35] L. Dong, Y. J. Wang, Y. Z. Lv, Z. Q. Chen, F. M. Mei, H. Xiong, G. C. Yin, Inorg. Chem., 2013, 52, 5418-5427.
-
[36] H. J. Guo, Z. Q. Chen, F. M. Mei, D. J. Zhu, H. Xiong, G. C. Yin, Chem. Asian J., 2013, 8, 888-891.
-
[37] A. Jawad, X. Y. Lu, Z. Q. Chen, G. C. Yin, J. Phys. Chem. A, 2014, 118, 10028-10035.
-
[38] Q. J. Xiang, J. G. Yu, P. K. Wong, J. Colloid Interface Sci., 2011, 357, 163-167.
-
[39] K. A. Hislop, J. R. Bolton, Environ. Sci. Technol., 1999, 33, 3119-3126.
-
[40] P. Raja, A. Bozzi, H. Mansilla, J. Kiwi, J. Photochem. Photobiol. A, 2005, 169, 271-278.
-
[41] R. Zhao, J. Lind, G. Merenyi, T. E. Eriksen, J. Am. Chem. Soc., 1994, 116, 12010-12015.
-
[42] H. M. Hung, J. W. Kang, M. R. Hoffmann, Water Environ. Res., 2002, 74, 545-556.
-
-
扫一扫看文章
计量
- PDF下载量: 0
- 文章访问数: 715
- HTML全文浏览量: 163

下载: