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Constructing an Acidic Microenvironment by MoS2 in Heterogeneous Fenton Reaction for Pollutant Control

污染物 环境修复 催化作用 化学 苯酚 化学工程 多相催化 环境化学 无机化学 污染 有机化学 生态学 生物 工程类
作者
Qingyun Yan,Cheng Lian,Kai Huang,Lihong Liang,Haoran Yu,Pengcheng Yin,Jinlong Zhang,Mingyang Xing
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:60 (31): 17155-17163 被引量:308
标识
DOI:10.1002/anie.202105736
摘要

Abstract Although Fenton or Fenton‐like reactions have been widely used in the environment, biology, life science, and other fields, the sharp decrease in their activity under macroneutral conditions is still a large problem. This study reports a MoS 2 cocatalytic heterogeneous Fenton (CoFe 2 O 4 /MoS 2 ) system capable of sustainably degrading organic pollutants, such as phenol, in a macroneutral buffer solution. An acidic microenvironment in the slipping plane of CoFe 2 O 4 is successfully constructed by chemically bonding with MoS 2 . This microenvironment is not affected by the surrounding pH, which ensures the stable circulation of Fe 3+ /Fe 2+ on the surface of CoFe 2 O 4 /MoS 2 under neutral or even alkaline conditions. Additionally, CoFe 2 O 4 /MoS 2 always exposes “fresh” active sites for the decomposition of H 2 O 2 and the generation of 1 O 2 , effectively inhibiting the production of iron sludge and enhancing the remediation of organic pollutants, even in actual wastewater. This work not only experimentally verifies the existence of an acidic microenvironment on the surface of heterogeneous catalysts for the first time, but also eliminates the pH limitation of the Fenton reaction for pollutant remediation, thereby expanding the applicability of Fenton technology.
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