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一區(qū)論文應(yīng)用案例 · 前沿專題型

微波水熱輔助制備新型尖晶石- nife2o4 /天然礦物復(fù)合材料作為降解水生有機(jī)污染物的微波催化劑

該研究發(fā)表于 Journal of hazardous materials（2018），使用 XH-100A 開展 環(huán)境功能材料、微波催化氧化 研究，核心條件包括微波功率 750 W；壓力 1.5 MPa；時間 30.0 min。

論文編號 101
應(yīng)用方向 環(huán)境功能材料、微波催化氧化、廢水治理、天然礦物負(fù)載催化劑、磁分離催化體系
關(guān)鍵結(jié)果 見正文關(guān)鍵結(jié)果
核心條件 微波功率 750 W
論文編號
101
期刊
Journal of hazardous materials
影響因子
6.434
中科院分區(qū)
1 區(qū)
發(fā)表年份
2018
設(shè)備型號
XH-100A
作者單位
遼寧大學(xué)；遼寧大學(xué) 環(huán)境學(xué)院；辛辛那提大學(xué) 環(huán)境工程與科學(xué)項(xiàng)目
Liaoning University; School of Environment Science, Liaoning University; Environmental Engineering and Science Program, University of Cincinnati
研究方向
環(huán)境功能材料 微波催化氧化 廢水治理 天然礦物負(fù)載催化劑 磁分離催化體系

事實(shí)快照

  • 論文：微波水熱輔助制備新型尖晶石- nife2o4 /天然礦物復(fù)合材料作為降解水生有機(jī)污染物的微波催化劑
  • 設(shè)備：XH-100A
  • 期刊與分區(qū)：Journal of hazardous materials，中科院 1 區(qū)
  • 核心條件：微波功率 750 W；壓力 1.5 MPa；時間 30.0 min
  • 用途：可作為 環(huán)境功能材料、微波催化氧化 的論文證據(jù)頁。

研究摘要

論文摘要指出，作者采用微波水熱法制備了三類新型 NiFe2O4/天然礦物 復(fù)合材料，并將其應(yīng)用于微波誘導(dǎo)催化降解 SDBS、AF、MP 和 CVL 等有機(jī)污染物。研究比較了不同天然礦物載體對催化活性的影響，考察了材料合成參數(shù)、微波照射時間和催化劑復(fù)用次數(shù)，并提出了作用機(jī)理。結(jié)果表明，有機(jī)污染物可在數(shù)分鐘內(nèi)被完全去除，其中 NiFe2O4/sepiolite 表現(xiàn)最優(yōu)；采用 NiFe2O4/sepiolite/MW 體系時，四種污染物的降解速率常數(shù)分別為 1.865、0.672、0.472 和 0.329 min?1。作者同時指出，活性物種 %OH、%O2? 和 h+ 在該體系中起主要作用。

研究背景與解決的問題

論文摘要指出，作者采用微波水熱法制備了三類新型 NiFe2O4/天然礦物 復(fù)合材料，并將其應(yīng)用于微波誘導(dǎo)催化降解 SDBS、AF、MP 和 CVL 等有機(jī)污染物。

設(shè)備應(yīng)用與實(shí)驗(yàn)條件

項(xiàng)目參數(shù)
微波功率750 W
壓力1.5 MPa
時間30.0 min

機(jī)制/方法亮點(diǎn)

  • 天然礦物作為載體改善 NiFe2O4 的分散和成本結(jié)構(gòu) Sepiolite、diatomite 和 kaolinite 作為天然礦物載體，一方面降低了 NiFe2O4 的用量，另一方面提高了磁性顆粒的分散程度，緩解了團(tuán)聚問題。
  • 微波場下 NiFe2O4 形成熱點(diǎn)并強(qiáng)化污染物氧化 作者提出，NiFe2O4 作為吸波材料可在微波場中形成大量熱點(diǎn)，這些熱點(diǎn)有利于吸附在其表面的有機(jī)污染物迅速發(fā)生氧化分解。
  • 自由基與空穴共同參與反應(yīng) 捕獲實(shí)驗(yàn)表明，加入 IPA、BQ 和 EDTA 后，AF 降解率分別由 82.9% 降至 20.6%、42.2% 和 45.2%，說明： %OH；%O2?；h+ 都是該體系中的主要活性物種。
  • Sepiolite 優(yōu)勢來自更大的比表面積和納米通道結(jié)構(gòu) 作者指出，sepiolite 具有更大的比表面積和納米級通道結(jié)構(gòu)，更有利于 NiFe2O4 均勻負(fù)載和熱點(diǎn)分散，因此最終表現(xiàn)出高于 diatomite 和 kaolinite 的催化活性。

應(yīng)用價值

  • 把微波水熱合成與微波催化降解串成一條完整技術(shù)路線。
  • 明確區(qū)分了合成設(shè)備 MDS-2003F 與降解設(shè)備 XH-100A。
  • NiFe2O4/sepiolite/MW 在 3–5 min 內(nèi)即可實(shí)現(xiàn)極高降解效率。
  • 四種代表性有機(jī)污染物的速率常數(shù)全部給出，證據(jù)強(qiáng)度高。
  • 體系兼具磁分離、三次復(fù)用和較高礦化率，工程潛力明確。

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常見問題

這篇論文使用了哪種設(shè)備？
本研究使用 XH-100A。
研究的核心發(fā)現(xiàn)是什么？
該研究發(fā)表于 Journal of hazardous materials（2018），使用 XH-100A 開展 環(huán)境功能材料、微波催化氧化 研究，核心條件包括微波功率 750 W；壓力 1.5 MPa；時間 30.0 min。
該研究發(fā)表在哪個期刊？
發(fā)表于 Journal of hazardous materials，中科院 1 區(qū)。
引用信息
Microwave hydrothermal-assisted preparation of novel spinel-NiFe2O4/natural mineral composites as microwave catalysts for degradation of aquatic organic pollutants
Journal of hazardous materials, 2018
DOI: 10.1016/j.jhazmat.2018.02.014