通過非均相催化劑從地下水中去除氯代烴已成為一種有價值的方法。但是，合成高效且持久的材料，尤其是用于去除三氯乙烷（TCA）的方法仍不成熟。在這項研究中，我們通過pH誘導(dǎo)的多巴胺聚合反應(yīng)制備了聚多巴胺（PDA）嵌入的Fe/rGO納米復(fù)合材料，用于在過碳酸鈉（SPC）體系中降解TCA。實驗結(jié)果表明，與裸露的Fe/rGO相比，PDA裝飾的Fe/rGO不僅更經(jīng)濟(jì)地提高了TCA降解（98％），而且還增強(qiáng)了催化劑的穩(wěn)定性和可回收性。TEM、XRD、FTIR、XPS和VSM分析表明成功制備了磁性可分離的PDA@Fe/rGO納米復(fù)合材料。此外，PDA@Fe/rGO/SPC系統(tǒng)中探針化合物的較高降解速率表明，由于多巴胺的自氧化作用，PDA的裝飾改善了活性物質(zhì)的形成，并降低了PDA的能力。溶液基質(zhì)對PDA@Fe/rGO性能的影響闡明了各種物質(zhì)對降解的影響。GCMS、TOC分析和脫氯實驗驗證了無毒產(chǎn)品的形成以及合理的TOC和氯離子去除效果。PDA@Fe/rGO催化劑可循環(huán)使用六個連續(xù)周期，保持76％的利用率，并通過XRD和XPS分析驗證了Fe
2+和Fe
3+物種的豐富可用性。PDA@Fe/rGO納米復(fù)合材料增強(qiáng)的修復(fù)能力和改進(jìn)的可回收性可為地下水中三氯乙酸的實際應(yīng)用提供閃耀的新星。
Figure 1. 合成納米復(fù)合材料的表面形態(tài)，a）Fe/rGO和b）PDA@Fe/rGO的SEM分析，c）Fe/rGO和d）PDA@Fe/rGO的TEM分析（插圖HRTEM）
Figure 2. PDA@Fe/rGO的HAADF-EDS映射。
Figure 3. 溶液基質(zhì)對TCA降解的影響：a）HCO
3-和b）Cl
-（[PDA@Fe/rGO]=0.4 g/L，[SPC]=15 mM，[TCA]o=0.15 mM）。
Figure 4. 在不同的無機(jī)離子下：a）NO
3-和b）SO
42-（[PDA@Fe/rGO]=0.4g/L，[SPC]=15 mM，[TCA]o=0.15 mM），TCA的降解性能。
Figure 5. 在[PDA@Fe/rGO]=0.4g/L，[TCA]o=0.15 mM，各種劑量SPC的存在下，TOC的去除。
相關(guān)研究成果于2021年由河南大學(xué)Xinhai Wang課題組和華東理工大學(xué)Shuguang Lyu課題組，發(fā)表在Chemical Engineering Journal（https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.126405）上。原文：A recyclable polydopamine-functionalized reduced graphene oxide/Fe nanocomposite (PDA@Fe/rGO) for the enhanced degradation of 1,1,1-trichloroethane。
轉(zhuǎn)自《石墨烯雜志》公眾號
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