基于过氧单硫酸盐（PMS）的类芬顿反应可以有效降解污染物并引起了广泛关注。在此，报道了一种简便的策略来合成衍生自钴-锌双金属金属-有机骨架(MOF)的多相PMS活化剂(Zn/Co-MOF@rGO-600)。Zn/Co-MOF@rGO-600用作PMS活化过程中有效去除四环素(TC)的催化剂。Zn的引入和氧化石墨烯（GO）的存在不仅通过双金属协同作用提高了催化剂中单原子钴（Co0）的产率，而且对调整催化剂的形貌也有积极作用。电荷转移电阻（Rct）的Zn/Co-MOF@rGO-600在GO修饰后降低了3.15倍。在以Zn/Co-MOF@rGO-600为PMS活化剂的反应体系中，反应速率常数(k)提高了14.88倍，相应的TC去除和矿化效率分别提高到91.66%和45.04%。密度泛函理论(DFT)计算表明PMS和Zn-Co原子之间的键合能(Ebon)足够低至−2.76eV，因此Zn/Co-MOF@rGO-600可以作为有效的PMS活化剂.猝灭实验和自由基自旋陷阱实验表明，产生的主要活性物质为SO₄^•-、O₂^•-和¹O₂。SO₄^•-是PMS活化过程中¹O₂和^•OH等其他自由基生成的主要驱动因素。该研究为制备一种有效的PMS活化催化剂提供了新的参考，该催化剂来源于双金属(Zn/Co)MOF。
      
Fig 1. (a) Zn-MOF@rGO-600、(b) Co-MOF@rGO-600、(c) Zn/Co-MOF-600 和 (de) Zn/Co-MOF@rGO-600 的 SEM 图像。(f, h) Zn/Co-MOF@rGO-600 的 TEM 图像和 (j) 相应的 SAED 图案。(g) 原始 Zn/Co-MOF@rGO、(i) Zn/Co-MOF@rGO-600、Zn/Co-MOF-600、Zn-MOF@rGO-600 和 Co-MOF@rGO- 的 XRD 表征600。(k) Co 2p 与不同催化剂的高分辨率 XPS 光谱。

 
Fig 2. 原始 Zn/Co-MOF@rGO、Zn/Co-MOF-600 和 Zn/Co-MOF@rGO-600 的 FT-IR 光谱。
 
Fig 3. (a) 不同催化剂的循环伏安法 (CV) 曲线，(b) 电化学阻抗谱 (EIS) 图，以及不同催化剂对应的电荷转移电阻 (R ct )（插图）。
       
Fig 4. TC 降解 (a) 使用 Zn/Co-MOF@rGO 作为 PMS 催化剂在不同的煅烧温度下获得，(b) 使用不同的催化剂和 (c) 不同的反应系统。(d) PMS 浓度、(e) 催化剂剂量和 (f) 初始 pH 值对含有 Zn/Co-MOF@rGO-600 作为催化剂的反应体系中 TC 降解的影响。
      
Fig 5. 不同反应温度下（a）PMS和（b）CAT（Zn/Co-MOF@rGO-600 +PMS）反应体系中TC的降解情况；(cd) PMS 和 CAT 的活化能；(e) Zn/Co-MOF@rGO-600 +PMS 反应体系中 TC 去除的回收测试和 (f) Zn/Co-MOF@rGO-600 的磁滞回线。
   
Fig 6. (a) TMP-1O2(♠)、(b) DMPO-OH•(♣)和DMPO-SO4•-(♥)在PMS自分解或被Zn/Co-激活过程中的EPR谱不同反应条件下的MOF@rGO-600。
          
Fig 7. PMS与Zn/Co-MOF@rGO-600相互作用的晶体结构和电荷密度示意图（a.正视图，b.侧视图，c.俯视图）。红色和蓝色区域分别表示低电子云密度和高电子云密度。
 
        相关研究工作由西安建筑科技大学Weihuang Zhu课题组于2023年在线发表于《Process Safety and Environmental Protection》期刊上，原文：A metal-organic framework (MOF) and graphene oxide (GO) based peroxymonosulfate (PMS) activator applied in pollutant removal。

转自《石墨烯研究》公众号