FeCu@NBC双金属复合体系对全氟辛酸的降解机制研究

作者：孔一繁; 唐正; 陈晓倩; 刘敏; 沈璐; 秦艳; 高品^*

来源：中国环境科学, 2023, 43(05): 2497-2507.

DOI：10.19674/j.cnki.issn1000-6923.20230103.005

• 全氟辛酸
• FeCu@NBC
• 密度泛函理论计算
• 降解机制

通过一步热解法合成制备了氮掺杂生物炭负载铁铜双金属复合材料(Fe Cu@NBC),考察其对PFOA的催化降解效能和影响因素,同时通过自由基检测和淬灭实验,结合时间飞行质谱(TOF-MS)检测及密度泛函理论(DFT)计算,解析PFOA降解机制和潜在途径.结果表明,Fe Cu@NBC表面上的Fe和Cu主要以零价单质形态存在,其在中性条件下对PFOA具有良好的去除效果,当投加量为1g/L,PFOA初始浓度为100mg/L时,反应6h后PFOA去除率可达92.1%,显著高于Fe@NBC(28.5%)和Cu@NBC(66.8%),表明Fe0和Cu0双金属协同作用能够强化PFOA的降解去除.从自由基淬灭实验和ESR测试结果可知,自由电子(e—)是PFOA分解的主要原因,进一步通过TOF-MS分析和DFT计算结果发现,PFOA的潜在降解途径主要是先通过脱羧反应生成不稳定的C7F15·,然后水解逐步生成短链全氟烷基羧酸,并最终实现对PFOA的有效分解.

• 出版日期2023
• 单位环境科学与工程学院; 东华大学; 上海市检测中心