生物炭(BC)是价廉易得的载体,但其自身催化PMS的能力较弱。铁氧化物和锰氧化物都是优良的PMS催化剂,且两者之间存在协同效应:Mn³⁺可将Fe³⁺还原为Fe²⁺,加速铁的催化循环;同时,Mn自身也能催化PMS产生SO₄·⁻和¹O₂。本研究将Fe和Mn的氧化物通过共沉淀法负载于木屑上,再在600℃下热解,制得FeMn-BC复合材料。XPS和SEM证实了纳米级的铁锰氧化物颗粒均匀分布在生物炭的多孔碳骨架上,且存在混合价态的Fe²⁺/Fe³⁺和Mn²⁺/Mn³⁺/Mn⁴⁺。催化实验表明,FeMn-BC对PMS的催化活性远超单独的Fe-BC、Mn-BC或纯BC。该体系能在pH 3-9的宽泛范围内高效降解苯酚,且受Cl⁻、HCO₃⁻等共存离子的干扰很小。机理分析证明,除了·OH和SO₄·⁻外,该体系还产生了大量的非自由基¹O₂。该研究为利用可再生生物质资源制备高性能、宽pH适应性的PMS催化剂提供了可行的方法。
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