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浙江師范大學Jianrong Chen課題組--石墨烯負載的單原子銅催化劑通過過氧化一硫酸鹽的非均相活化有效降解和礦化抗生素
       單金屬催化劑在均相催化和多相催化之間架起了一座橋梁。本文中,我們報告了通過過氧化單硫酸鹽(PMS)的異質活化,嵌入還原氧化石墨烯中的單原子銅位點(SA-Cu/rGO),可降解各種抗生素,包括磺胺甲惡唑(SMX)、美羅培南和磺胺呋喃。SA-Cu/rGO/PMS系統在SMX降解方面表現出增強的性能,其動力學比rGO/PMS系統快約3.9倍。令人驚訝的是,我們發現SA-Cu/rGO/PMS系統在120分鐘內消除了超過99%的總有機碳(TOC),這證明了其出色的礦化能力。增強的催化性能可能歸因于rGO基質與暴露的Cu活性位點之間的協同效應,這促進了大量反應物種的產生以及污染物在催化劑表面的原位分解。這種具有多功能特性的SA-Cu/rGO催化劑可以潛在地應用于難處理廢水的處理。
 

Figure 1. SA-Cu/rGO的(a)SEM圖像,(b)TEM圖像,(c,d)HAADF-STEM圖像及其放大圖;SA-Cu/rGO的(e)TEM圖像和(f-h)對應EDX映射。
 

Figure 2. (a)初始溶液pH值的影響;(b)不同的反應系統和(c)PMS劑量對SMX降解的影響。(d)回收的SA-Cu/rGO使SMX循環降解。
 

Figure 3. (a)通過使用SA-Cu/rGO/PMS系統催化降解各種抗生素和(b)降解SMX加標制藥廢水
 

Figure 4. (a)在各種淬火條件下用SA-Cu/rGO降解SMX催化劑的淬火實驗;(b)rGO、SA-Cu/rGO、rGO+PMS和SACu/rGO+PMS系統的TEMP自旋阱ESR譜
 
       相關研究成果于2020年由浙江師范大學Jianrong Chen課題組,發表在Chemical Engineering Journal(doi.org/10.1016/j.cej.2020.124904)上。原文:Efficient degradation and mineralization of antibiotics via heterogeneous activation of peroxymonosulfate by using graphene supported single-atom Cu catalyst。

轉自《石墨烯雜志》公眾號

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