我院2021级硕士生虞朝刚在国际知名期刊《separation and purification technology》发表题为“in-situ synthesis of n-doped biochar encapsulated cu(0) nanoparticles with excellent fenton-like catalytic performance and good environmental stability”的学术论文。
如今，水污染已成为制约经济快速发展的主要问题之一。废水中含有的各种有毒有害的有机污染物在生物体内富集会诱发癌变。因此，有必要开发一种有效降解废水中有机污染物的方法。传统fe基类fenton催化剂受限于ph范围窄等问题，使得cu基催化剂迅速发展。其中，低价铜具有高反应活性，可以有效提升催化反应性能。然而，其易被氧化的特点会导致催化失活而成为限制其实际应用的重要因素。
基于以上问题，本课题组采用原位碳化的方式制备了一系列氮掺杂生物炭包覆的零价cu（cu@n: c）复合催化剂，见图1。
图1 cu@n: c催化剂的合成过程
相比于其他低价金属催化剂，该cu@n: c催化剂具有以下优点：（1）零价铜纳米颗粒在生物炭表面均匀分布且粒径很小，有效提升活性金属组分利用率；（2）零价铜表面包裹的碳层结构，可以有效防止其被空气中的氧气氧化，具有良好的环境稳定性，催化剂可以长期存放而不失活。该工作为高效、抗氧化的低价过渡金属类fenton催化剂的开发、设计和应用提供了新途径。本研究工作同时得到了国家自然科学基金和山东省自然科学基金的资助。
山东理工大学材料学院为本文第一署名单位，陈龙老师为本文通讯作者。
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https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/s1383586622008917