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基于硫酸根自由基(SO4·-)的高级氧化技术(SRAOPs)是一种处理难降解有机废水新颖且高效的工艺。与传统Fenton试剂产生的·OH相比,SRAOPs产生的SO4·-具有存在时间久、pH适用性广等优点。SO4·-可以通过钴离子(Co2+)活化过一硫酸盐(PMS)的方式产生。但是由于Co的价格昂贵、溶出的Co2+对环境具有生物毒性,亟需一种绿色、廉价、高活性的金属材料代替Co作为PMS活化剂。锰(Mn)具有自然储量大、对环境友好、价态多样等优势,是近年来催化剂开发领域的研究热点之一。然而,Mn基材料活化PMS的性能尚不够理想,如何提高该类材料的催化活性是一个值得研究的课题。本论文通过形貌控制、载体工艺及缺陷化工程对锰氧化物(MnOx)进行了改良,制备两种新型Mn基PMS活化材料:MnOx/N-HPCS和OD-MnO2-x-RM。通过降解典型内分泌干扰物(EDCs)——双酚A(BPA)的实验对两种催化剂的性能进行了评估。主要结论如下:(1)通过形貌控制和载体工艺,将超细尺寸的MnOx纳米颗粒均匀分布于N掺杂碳(NC)壳层上,制备了具有独特多孔空心结构(hollow structure)的MnOx基催化剂——MnOx/N-HPCS微球。TEM和BET的表征结果显示,水热去核工艺良好地去除了SiO2模板,使MnOx/N-HPCS形成了独特的中空多孔结构,增大了材料的比表面积(227.91 m2/g)、孔容(0.616 cm3/g)和孔径(平均约6.2 nm)。XRD和Raman的分析结果显示,MnOx的主要物相为α-MnO2和α-Mn2O3,NC壳层的主要物相为无定形的N掺杂石墨化碳。NC载体有效地避免了MnOx纳米颗粒的团聚,同时可以作为活化PMS的非金属活性位点。(2)通过形貌控制和缺陷化工艺,将氧空穴(OVs)修饰的MnO2纳米片垂直排布组成壳体,制备了另一种具有独特多孔拨浪鼓结构(rattle-type)的MnOx基催化剂——OD-MnO2-x-RM微球。TEM和BET的表征结果显示,盐酸溶蚀工艺使该材料核壳之间形成一层宽约52 nm的空腔层,增大了比表面积(178.9 m2/g)、孔容(0.23 cm3/g)和平均孔径(约7.6 nm)。XRD和XPS的分析结果表明,MnO2纳米片的主要物相为δ-MnO2。H2还原的改性过程使OD-MnO2-x-RM的氧原子比例减少,δ-MnO2向γ-Mn3O4转变,并伴随着OVs的形成和表面吸附氧(Oads)比例的升高。该现象说明H2还原的缺陷化工艺能够有效地增强了OD-MnO2-x-RM对含氧小分子(如O2、PMS)的吸附能力。(3)通过活化PMS降解BPA的实验对MnOx/N-HPCS的催化性能进行了评估。结果显示,空心多孔结构的设计和NC载体的引入均提高了材料的催化活性。当PMS浓度为0.2 g/L,催化剂投加量为0.06 g/L时,10 mg/L的BPA可以在30 min内被完全去除,反应动力学常数为0.29 min-1。XPS分析和自由基猝灭实验显示,混合价态的≡Mn(3+/4+)、羟基诱导的≡Mn(3+/4+)-OH和非金属NC位点协同促进了PMS的活化,产生的主要活性氧物质(ROSs)为SO4·-和·OH,其中SO4·-对BPA的降解起着主导作用。催化剂的应用性评估显示,MnOx/N-HPCS具有极低的Mn离子溶出性,低于0.2μg/L;出色的循环使用性,重复使用4次后BPA去除率依然超过90%;以及在自来水、污水厂出水等实际水体中良好的稳定性。(4)通过活化PMS降解BPA的实验对OD-MnO2-x-RM的催化性能进行了评估。结果显示,拨浪鼓结构和OVs的引入均提升了OD-MnO2-x-RM的催化性能,其中OVs使该材料的活性提高至原来的8倍。当PMS浓度为0.1 g/L时,催化剂投加量为0.05 g/L时,10 mg/L的BPA可以在45 min内被完全去除,反应动力学常数为65.86 g-1?min-1。OD-MnO2-x-RM的转化反应频率(TOF)为66.7min-1,高于其它Mn基材料,具有最佳的催化活性。在活化机理研究中,DFT计算结果显示,OVs增强了MnO2和PMS之间的相互作用(从排斥变为吸引),诱导了PMS在OVs位点的解离,并产生HSO4-和1O2。化学探针实验和猝灭实验证实了1O2主导了OD-MnO2-x-RM+PMS体系对BPA的降解。催化剂的应用性评估显示,OD-MnO2-x-RM重复使用4次后对BPA去除率依然可达86.1%,具有良好的重复使用性;对自来水、污水厂出水中的BPA去除率分别可达98.1%、90.8%,具有出色的实际应用潜力。