CuFe2O4复合材料催化氧化有机污染物的性能与机理

新能源与节能环保

一、项目进展

创意计划阶段

二、负责人及成员

姓名	学院/所学专业	入学/毕业时间	学号
冯畴境	化学化工学院环境工程	2019-2023	201931043101
李暄	化学化工学院环境工程	2019-2023	201931043116
罗雨欣	化学化工学院环境工程	2019-2023	201931043111
黄品杰	化学化工学院环境工程	2019-2023	201931043110
张一丹	化学化工学院环境工程	2019-2023	201931043105

三、指导教师

姓名	学院/所学专业	职务/职称	研究方向
周家斌	化学化工学院	教授	环境材料与污染控制
刘丹	化学化工学院	讲师	环境材料与污染控制

四、项目简介

工业生产当中产生大量的有机废水需要净化处理，对此问题，本课题准备采用光催化耦合基于硫酸根自由基的快速降解水中有机污染物。制备出磁性好、易回收且具有良好催化性能的Z型CuFe2O4/MnO2复合材料来活化PMS。PMS在复合催化材料表面会迅速反应生成硫酸根和羟基的自由基，同时在光照下实现电子空穴的有效分离。通过光催化和高级氧化产生的强氧化性的活性物种会争夺有机物的最外层电子来实现对有机废水的高效降解。

因为CuFe2O4具有磁性好、易回收、可重复使用、低毒、化学性质稳定、可见光催化活性等优点，可减少二次污染，且能够高效的活化PMS，此外，PMS可作为电子受体快速转移和消耗光生电子，实现电子和空穴的有效分离，提高其光催化活性。同时，通过掺杂MnO2颗粒进一步提高CuFe2O4催化剂比表面积，在反应体系中能够进一步活化PMS产生氧化自由基，从而有效地降解有机物。

成果类别	成果名称	相关团队成员	相关指导老师
期刊	Construction of Z-scheme CuFe2O4/MnO2 photocatalyst and activating peroxymonosulfate for phenol degradation: Synergistic effect, degradation pathways, and mechanism.  Environmental Research, 2021,200,111736	冯畴境、张一丹、罗雨欣、黄品杰、李暄	周家斌、 刘丹

该型催化剂可用于污水处理工艺中的芬顿氧化法处理，新型的催化剂可增加污染物处理效率，减少成本，从而增加污水处理厂或分散型的污水处理设备的污水处理效率，从而加强对水污染的处理，为处理水的达标排放与环境保护提供了技术支持，从而增加经济效应以及生态环境效益。

该新型催化剂具有处理效率高、反应环境要求低、可回收、可采用光催化等优势，可减少污水处理当中的能量消耗、降低催化剂消耗成本、提高芬顿反应池的污水处理量，从而减少城市污水处理或工业污水处理成本，具有良好的应用前景。