氮掺杂多孔碳包覆钴金属催化去除有机污染物

活化过硫酸氢盐(PMS)产生具有强氧化能力的硫酸根自由基(SO_4~·-)的高级氧化技术在有机污染物降解方面正受到越来越多的关注.选择ZIF-67为前驱体通过两步热处理构建氮掺杂多孔碳包覆钴金属的核壳催化剂(Co@NPC),并通过改变碳化温度调控多孔碳壳的结构与组成,研究多孔碳结构组成对催化性能的影响.实验结果表明,随着碳化温度的升高,介孔孔容与碳壳厚度逐渐增大,催化剂的性能随着介孔孔容与碳壳厚度比值的增加而显著提高.850℃碳化的Co@NPC催化降解苯酚的动力学常数是多相催化剂四氧化三钴的110.8倍,甚至是之前报道过最优的PMS催化剂均相钴离子的4.6倍.此外,当包覆的碳层数大于3时,Co@NPC表现出良好稳定性,钴溶出明显减少.碳壳的介孔孔容与厚度是影响PMS活化的重要因素,Co@NPC的催化性能还受到石墨氮含量的影响.