內(nèi)容簡述：

近日，《分離與純化技術(shù)》（Separation and Purification Technology）發(fā)表了beat365陳武教授課題組的最新研究成果，報(bào)道了使用新型磁性氮摻雜生物炭（NBC）活化過一硫酸鹽催化氧化萘新策略。該研究關(guān)注MnFe₂O₄@NBC/ PMS體系催化氧化NAP:性能、MnFe₂O₄@NBC活化PMS機(jī)理、降解NAP機(jī)理等，該體系對(duì)NAP有很優(yōu)異的降解效率，對(duì)NAP的去除率可達(dá)80.17%。

論文題目為“Novel magnetic nitrogen-doped biochar (NBC) as an activator for peroxymonosulfate to degrade naphthalene: Emphasizing the synergistic effect between NBC and MnFe₂O₄，陳武教授及湖北師范大學(xué)化學(xué)我院郭先哲為論文共同第一作者，beat365為第一作者單位。

多環(huán)芳烴（PAHs）是一類典型的持久性、難降解的有機(jī)污染物。水環(huán)境中的PAHs主要是含有2-3稠環(huán)的低分子量PAHs，如萘、芴、菲等。由于PAHs獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì)，傳統(tǒng)的處理工藝對(duì)去除水中PAHs的貢獻(xiàn)有限。因此，迫切需要開發(fā)高效、綠色、環(huán)保的處理技術(shù)。近年來，高級(jí)氧化工藝（AOPs）在處理難降解有機(jī)微污染物方面越來越受到關(guān)注，其中活性過硫酸鹽（PS）氧化是近年來發(fā)展迅速的一類新型高級(jí)氧化技術(shù)（SR?AOP）。它涉及通過施加能量或催化劑破壞PS中的氧鍵O–O，以產(chǎn)生硫酸根（SO₄?^?），與?OH相比，SO₄?^?具有更高的氧化還原電位、更長的半衰期和氧化含有不飽和鍵或苯環(huán)污染物的反應(yīng)性，從而對(duì)難降解有機(jī)污染物有更好的降解。在已被應(yīng)用于活化PS以產(chǎn)生活性氧（ROS）各種活化策略中，過渡金屬化合物或碳質(zhì)材料對(duì)PS的活化不需要能量輸入，活化效率高，因此是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。

在各種活化PS過渡金屬材料中，MFe₂O₄（M=Mn、Co、Ni、Cu等）型尖晶石鐵氧體是一種典型的雙金屬催化劑，表現(xiàn)出較高的催化活性。但是MFe₂O₄納米顆粒易因團(tuán)聚而活性降低。而將其固定在合適的載體上被認(rèn)為是減少其團(tuán)聚的有效方法，因此，尋找能夠與MFe₂O₄產(chǎn)生協(xié)同作用、增強(qiáng)催化活性的具有大比表面積的合適載體具有挑戰(zhàn)性。

基于上述挑戰(zhàn)，陳武教授課題組通過簡單以核桃殼（WS）和尿素為生物質(zhì)和氮源合成了氮摻雜生物炭（NBC），然后通過溶劑熱法制備了催化劑MnFe₂O₄@NBC，研究了不同因素對(duì)其催化性能的影響，并采用多種技術(shù)對(duì)催化劑的組成、微觀形貌和物理化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了表征。以NAP為模型污染物，研究了催化劑對(duì)PMS活化的反應(yīng)性。評(píng)估了MnFe₂O₄@NBC/PMS體系對(duì)NAP去除效率的影響。還研究MnFe₂O₄@NBC/PMS體系的環(huán)境適應(yīng)性。通過自由基猝滅實(shí)驗(yàn)、電子自旋共振實(shí)驗(yàn)和密度驅(qū)理論（DFT）計(jì)算，揭示了NAP降解和PMS活化的機(jī)理。提出了一個(gè)有效的MnFe₂O₄@NBC多相催化劑和PMS活化的新見解，擴(kuò)展了生物炭基催化劑在環(huán)境修復(fù)中的潛在應(yīng)用。

該研究資金部分來自國家重大專項(xiàng)子課題和石油石化污染物控制與處理國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金，并得到中石油HSE重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和beat365實(shí)驗(yàn)中心的支持。

圖文摘要：

文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.seppur.2024.126263