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一區(qū)論文應(yīng)用案例 · 前沿專題型

基于電子跳變與 NiFeMnO4 納米復(fù)合材料 fe2 +-H2O2 反應(yīng)聯(lián)合加速效應(yīng)的微波誘導(dǎo)甲基橙快速降解的新見解

該研究發(fā)表于 Separation and Purification Technology（2017），使用 XH-200A / XH-200C 開展 微波催化、Fenton反應(yīng) 研究，關(guān)鍵結(jié)果包括甲基橙去除效率 96.5%；甲基橙去除效率 93.2%；比表面積 19.87 m2/g。

論文編號 400
應(yīng)用方向 微波催化、Fenton反應(yīng)、NiFeMnO4納米復(fù)合材料、有機(jī)污染物降解、尖晶石結(jié)構(gòu)
關(guān)鍵結(jié)果 甲基橙去除效率 96.5%
核心條件 溫度 700℃ / 50℃
論文編號
400
期刊
Separation and Purification Technology
影響因子
7.312
中科院分區(qū)
1 區(qū)
發(fā)表年份
2017
設(shè)備型號
XH-200A / XH-200C
作者單位
西南科技大學(xué)；西南科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，生物質(zhì)材料教育部工程研究中心；南京理工大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院
Southwest University of Science and Technology; School of Materials Science and Engineering, Southwest University of Science and Technology, Engineering Research Center of Biomass Materials, Ministry of Education, Mianyang 621010, China; School of Chemical Engineering, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing 210094, China
研究方向
微波催化 Fenton反應(yīng) NiFeMnO4納米復(fù)合材料 有機(jī)污染物降解 尖晶石結(jié)構(gòu)

事實快照

  • 論文：基于電子跳變與 NiFeMnO4 納米復(fù)合材料 fe2 +-H2O2 反應(yīng)聯(lián)合加速效應(yīng)的微波誘導(dǎo)甲基橙快速降解的新見解
  • 設(shè)備：XH-200A / XH-200C
  • 期刊與分區(qū)：Separation and Purification Technology，中科院 1 區(qū)
  • 核心條件：溫度 700℃ / 50℃；微波功率 750 W；時間 5分鐘 / 2小時 / 30分鐘
  • 關(guān)鍵結(jié)果：甲基橙去除效率 96.5%；甲基橙去除效率 93.2%；比表面積 19.87 m2/g
  • 用途：可作為 微波催化、Fenton反應(yīng) 的論文證據(jù)頁。

研究摘要

成功開發(fā)了基于NiFeMnO4的微波-H2O2催化降解有機(jī)污染物的新工藝。NiFeMnO4具有特殊的尖晶石型立方結(jié)構(gòu)，在微波-H2O2條件下，30.0 mg/L甲基橙溶液在6.0分鐘內(nèi)的去除效率高達(dá)96.5%。該工藝無Fe離子溶出，催化劑具有磁性易于分離回收，反應(yīng)時間短，能耗低。

研究背景與解決的問題

成功開發(fā)了基于NiFeMnO4的微波-H2O2催化降解有機(jī)污染物的新工藝。

設(shè)備應(yīng)用與實驗條件

項目參數(shù)
溫度700℃ / 50℃
微波功率750 W
時間5分鐘 / 2小時 / 30分鐘

關(guān)鍵結(jié)果

甲基橙去除效率 96.5%
甲基橙去除效率 93.2%
比表面積 19.87 m2/g
去除效率 90.5%
指標(biāo)結(jié)果
甲基橙去除效率96.5%
甲基橙去除效率93.2%
比表面積19.87 m2/g
去除效率90.5%

機(jī)制/方法亮點

  • （1）微波"熱點"效應(yīng)：；微波能量被催化劑吸收，產(chǎn)生局部高溫"熱點"；"熱點"溫度遠(yuǎn)高于體系平均溫度，加速催化反應(yīng)；"熱點"直接分解有機(jī)污染物產(chǎn)生活性物種 （2）電子躍遷機(jī)制：；Mn3+的電子躍遷到Mn4+，產(chǎn)生電子-空穴對；電子和空穴移動到催化劑表面參與氧化還原反應(yīng)；微波加速電子-空穴激發(fā)，提高催化活性 （3）Fenton反應(yīng)機(jī)制：；Fe2+與H2O2反應(yīng)生成OH·自由基；OH·具有強(qiáng)氧化性，可降解有機(jī)污染物；Fe2+-H2O2反應(yīng)是主要氧化途徑 （4）協(xié)同作用機(jī)制：；微波"熱點"效應(yīng)、電子躍遷和Fenton反應(yīng)協(xié)同作用；微波加速電子-空穴激發(fā)，促進(jìn)Fenton反應(yīng)；多機(jī)理協(xié)同實現(xiàn)高效降解有機(jī)污染物

應(yīng)用價值

  • 催化劑設(shè)計：成功合成具有尖晶石型立方結(jié)構(gòu)的NiFeMnO4納米催化劑
  • 高效降解：微波-H2O2條件下6分鐘內(nèi)甲基橙去除效率達(dá)96.5%
  • 機(jī)理深入：揭示了微波"熱點"效應(yīng)、電子躍遷和Fenton反應(yīng)的協(xié)同作用機(jī)理
  • 穩(wěn)定性好：催化劑循環(huán)使用5次后效率仍達(dá)93.2%，無金屬離子溶出
  • 易于分離：催化劑具有磁性，便于分離回收

相關(guān)儀器推薦

常見問題

這篇論文使用了哪種設(shè)備？
本研究使用 XH-200A / XH-200C。
研究的核心發(fā)現(xiàn)是什么？
該研究發(fā)表于 Separation and Purification Technology（2017），使用 XH-200A / XH-200C 開展 微波催化、Fenton反應(yīng) 研究，關(guān)鍵結(jié)果包括甲基橙去除效率 96.5%；甲基橙去除效率 93.2%；比表面積 19.87 m2/g。
該研究發(fā)表在哪個期刊？
發(fā)表于 Separation and Purification Technology，中科院 1 區(qū)。
引用信息
New insights on microwave induced rapid degradation of methyl orange basedon the joint reaction with acceleration effect between electron hopping andFe2+-H2O2 reaction of NiFeMnO4 nanocompositesa
Separation and Purification Technology, 2017
DOI: 10.1016/j.seppur.2017.09.067