制备条件对Fe-NiOx催化过硫酸氢钾的影响

采用溶胶凝胶法制备不同金属元素比例素比例的前驱体,并将得到的前驱体分别在400℃、500℃、600℃焙烧得到铁镍双金属氧化物(Fe-NiOx)催化剂。以邻苯二甲酸二甲酯(DMP)降解率为标准衡量焙烧温度、金属元素比例制备的Fe-NiOx催化剂活化过硫酸盐(PMS)的能力,同时探讨了体系中PMS与DMP浓度比、Fe-NiOx催化剂投量对异相催化体系氧化能力的影响。结果显示,前驱体焙烧温度为400℃、500℃时,催化剂能力基本相同,DMP降解率分别为由16.54％、17.84％,当温度上升至600℃,DMP降解率显著提升至35.35％,表明600℃得到的催化剂具备更强的活性;在600℃条件下焙烧制得的不同金属元素比例的Fe-NiOx催化剂,c(Fe):c(Ni)=1:4、1:2、1:1、2:1、4:1制备的催化剂,DMP降解率分别为22.61％、32.63％、35.35％、38.60％、39.14％,Fe相对含量的增加提升了体系氧化能力,可能是催化剂表面成分因Fe增加而发生改变以及多价态之间的循环促进反应;PMS与DMP浓度比例由5:1上升至20:1时,DMP降解率达到45.79％,继续提升浓度比促进作用不显著,增加催化剂投量DMP降解率与改变反应物浓度比具有相似的趋势,确定最佳实验条件为PMS与DMP浓度比为20：1、Fe-NiOx催化剂投量为200mg/L。投加自由基抑制剂叔丁醇(TBA)、乙醇(EA),DMP降解率由49.85％分别降至21.44％、19.24％,表明体系中产生氧化物中主要为羟基自由基(·OH)以及少量硫酸根自由基(·SO4-)。     

NiOx激活PMS降解染料废水的研究（研究生论坛）

随着水处理行业的不断发展,对于传统的高级氧化技术（AOPs）也提出了更多新的要求,也开发了很多新的高性能催化剂用于高级氧化领域。为了探究NiOx在超声强化的条件下对单过硫酸盐（PMS）的催化性能,同时探究NiOx/PMS/US高级氧化体系对染料废水降解的优势,采用溶胶-凝胶法制备NiOx催化剂,酸性橙7（AO7）作为降解底物。探究发现：相比于NiOx/H2O2/US、NiOx/过硫酸盐（PDS）/US体系,NiOx/PMS/US体系具有更高的降解效率,且催化剂的煅烧温度、[氧化剂]:[氧化底物]、催化剂投量、超声功率都会对NiOx/PMS/US体系产生影响。结果表明：煅烧温度由200℃升至700℃后,AO7的降解率由95%降低至20%。[氧化剂]:[氧化底物]由20:1升至70:1,其降解率由77%提至95%,继续提高比例则会抑制降解。催化剂投量由120mg/L升至280mg/L,降解率提升不明显,在15分钟内都能达到95%的降解,但降解速率有所提升,继续提高催化剂投量其降解速率则没有明显的提高。超声功率由0W提至400W也会提高降解速率,但过高的超声功率对降解速率提高却不明显。此外,对催化剂复用以及对甲基橙（HIn）和活性艳蓝（KN-R）的降解证明NiOx/PMS/US体系具有一定的稳定性和普适性。NiOx的XRD图谱说明最佳煅烧温度下催化剂主要有NiO、Ni及无定型碳组成。NiOx是一种高效的催化剂,其良好的催化活性,稳定性和普适性,在高级氧化技术中可以发挥重要作用。当然其制备成本高和难以规模化生产成为了制约NiOx实现经济效益的主要因素,所以接下来的研究方向应为降低催化剂的制备成本并使其量产,最终让其进入应用领域。