中国计量学院材料与化学学院Jingwen Ma等–石墨烯负载的BiFeO3复合材料显著增强过一硫酸盐的活性用于高效降解

为了增强BiFeO₃的活性位点，用石墨烯负载BiFeO₃促进四环素的降解。本文采用简单的两步水热法制备了石墨烯负载的BiFeO₃复合材料，并对其超声辅助活化过氧单硫酸酯进行了研究。得益于石墨烯的负载，含2%石墨烯的复合材料的比表面积约为纯BiFeO₃的两倍，从而获得了较高的Fe²⁺水平。高Fe²⁺水平促进超声辅助活化过氧单硫酸盐有效降解盐酸四环素。特别是在50 W超声辐射下反应6 min，去除率可达~100%。该复合催化剂性能稳定，可循环利用，可应用于实际废水处理。

图1. 石墨烯和x-BFO样品的XRD图谱。

图2. x-BFO样品的（a）FTIR和（b）拉曼光谱。

图3. (a) 0-BFO， (b) 1-BFO， (c) 2-BFO和(d) 4-BFO样品的SEM图像。(e) 2-BFO样品的SEM图和(f)其Bi、Fe、O和C元素的EDS图。(g) 0-BFO和(h) 2-BFO样品的TEM图像。

图4. x-BFO样品的(a) Fe2p_3/2， (b) O1s和(c) C1s的XPS光谱。

图5. (a) TCH溶液随时间变化的DEs;(b)不同体系的k_obs。(c) TCH、OTC和MO底物的DEs，以及(d) 2-BFO样品中TCH降解的循环运行。

图6. 添加IPA、BQ和FFA捕集剂的US -辅助PMS在2-BFO催化剂上活化降解TCH溶液的捕集实验。

图7. 提出了PMS在BFO-石墨烯复合物上的激活机制。

相关研究成果由中国计量学院材料与化学学院Jingwen Ma等人于2023年发表在Solid State Sciences (https://doi.org/10.1016/j.solidstatesciences.2023.107163)上。原文：Significantly enhanced activation of peroxymonosulfate by a graphene-supported BiFeO₃composites for highly efficient degradation of tetracycline hydrochloride