【摘 要】
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元素掺杂是提升催化剂性能的重要方法.研究采用快速沉淀法制备了钴掺杂氧化铜(Co-doped CuO)纳米催化材料,在可见光条件下,20 min内其活化的过氧硫酸氢钾复合盐(PMS)对罗丹明B染料的降解率达到96％以上,远优于同等条件制备的CuO.本研究还考察了溶液pH、染料初始浓度、催化剂用量等对降解效率影响.钴掺杂后氧化铜纳米颗粒由三维针梭状结构转变为近二维薄带状结构.同时钴掺杂提高了CuO的平带电位进而提升了电荷转移效率.XPS及EPR结果表明钴掺杂能够提高CuO的氧空位含量进而提升催化活性.捕获剂实
【机 构】
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中国科学院 上海硅酸盐研究所, 上海 200050;中国科学院大学, 北京 100049;中国科学院 上海硅酸盐研究所, 上海 200050;中国科学院 上海高等研究院, 上海 201210
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元素掺杂是提升催化剂性能的重要方法.研究采用快速沉淀法制备了钴掺杂氧化铜(Co-doped CuO)纳米催化材料,在可见光条件下,20 min内其活化的过氧硫酸氢钾复合盐(PMS)对罗丹明B染料的降解率达到96％以上,远优于同等条件制备的CuO.本研究还考察了溶液pH、染料初始浓度、催化剂用量等对降解效率影响.钴掺杂后氧化铜纳米颗粒由三维针梭状结构转变为近二维薄带状结构.同时钴掺杂提高了CuO的平带电位进而提升了电荷转移效率.XPS及EPR结果表明钴掺杂能够提高CuO的氧空位含量进而提升催化活性.捕获剂实验结果表明反应过程中的主要活性物种为空穴(h+VB),且羟基自由基(·OH)、单线态氧(1O2)、超氧自由基(·O2-)、硫酸根自由基(SO4-·)也参与了降解反应.最后,本文初步阐明了Co-doped CuO协同可见光活化PMS降解有机污染物的反应机理.
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