第八届青年地学论坛

磁铁矿（Mag）以其具有Fe(II)和磁性，便于高效使用与分离的特点，更是受到研究者们的广泛关注。而为了增强Mag在芬顿反应中的Fe(III)/ Fe(II)循环，研究者们提出通过引入碳质材料来提高其芬顿反应性。然而，尽管研究者们已经开发了各种策略来提高非均相芬顿催化剂的反应性，但在一种催化剂中整合多种结构特征，以实现高芬顿反应性的方法仍然是一个挑战。为了解决这个问题，我们对球磨泥炭和磁铁矿（Mag）复合材料进行了水热处理，合成了新型的非均相芬顿催化剂Mag-HTP。我们的研究结果表明，Mag-HTP可以有效地降解双酚A，其降解速率常数（K_app）比天然Mag高20倍；此外，它在较宽的pH范围（3-7）和较低的H₂O₂用量（0.5-2 mM）下具有较高的反应活性，而且反应稳定性高（可循环八次以上）。通过结合结构表征分析（即XRD、XPS、NMR和拉曼光谱）、批次降解实验（即BPA降解、H₂O₂分解、HO•测定）和电化学实验（CV曲线、EIS图谱和Tafel图谱）等结果，Mag-HTP体系增强Fenton反应性的多重机理得到了验证：（1）HTP作为电子供体可以直接还原Mag中的Fe(III)；（2）HTP表面的羟基可以与Mag形成化学键（C-O-Fe），以降低Fe(II)/Fe(III)的氧化还原电位；（3）HTP中的石墨化网络可以作为电子穿梭体，将电子从H₂O₂转移到Fe(III)；（4）HTP上形成的C-O-C键可以作为Fenton反应的双重反应中心。这些多重机制共同促成了Mag-HTP在Fenton反应中的高反应性。此外，Mag-HTP还可以通过芬顿反应高效降解土壤中的有机污染物，并成功实现将Mag-HTP材料从土壤中磁分离。因此，Mag-HTP因其成本效益高、易于分离和高芬顿反应性等特点，在废水处理和土壤修复的实际应用中显示出巨大潜力。
 

非均相芬顿反应,泥炭,磁铁矿,水热炭,环境修复