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    Bi₂MoO₆/NH₂-MIL-88B(Fe) Z型异质结光芬顿降解水中双酚A及同步

    更新日期:2026-04-28 18:03

      光芬顿技术将光催化与芬顿反应耦合,是降解水中持久性有机污染物的有力武器。Bi₂MoO₆是一种具有可见光响应的钙钛矿结构半导体。NH₂-MIL-88B(Fe)是一种氨基功能化的铁基金属有机骨架(Fe-MOF),其骨架中高密度的Fe-O簇是优异的芬顿催化位点,而表面的-NH₂官能团能通过氢键和静电作用强力吸附水中的酚类和羧酸类污染物,同时对磷酸根也有很好的吸附能力。将这两者复合,旨在构建一个兼具高效催化降解和选择性吸附除磷的多功能平台。



      在Z型路径下,Bi₂MoO₆导带的电子与NH₂-FeMOF价带的空穴复合,保留了Bi₂MoO₆价带的强氧化性空穴和NH₂-FeMOF导带的强还原性电子。这些被保留的电子能高效催化H₂O₂产生·OH,同时加速Fe³⁺/Fe²⁺的循环。空穴则直接氧化被富集在催化剂表面的BPA分子。实验表明,该异质结在可见光和微量H₂O₂(1mM)存在下,在30分钟内可将BPA近乎完全去除,TOC矿化率高达70%。同时,对共存的磷酸盐(10mg P/L)的吸附去除率超过85%,展现了一剂双效的功能。



      吸附实验和FTIR证明,NH₂-FeMOF的-NH₂基团和Fe-O簇均参与了磷酸根的配位吸附。BPA的降解和磷酸盐的吸附在同一催化剂上同步进行,互不干扰,具有显著的协同优势。EPR和自由基捕获实验证实了·OH和h⁺是降解BPA的主要活性物种。铁离子的溶出浓度极低(<0.2mg/L),催化剂在5次循环中保持了良好的稳定性。该研究成功实现了污染物“吸附富集-光催化-芬顿”的多模式协同,并在一体化过程中同步去除了有机污染物和无机磷,为处理含有机物和营养盐的复合污染工业废水提供了创新的多功能材料平台。