尖晶石CoFe2O4纳米颗粒催化高级氧化降解土霉素的温度效应及光热对策研究

本文揭示了温度对尖晶石CoFe2O4纳米颗粒催化三种高级氧化工艺（AOPs）降解土霉素（OTC）的关键影响，提出通过光热效应提升低温反应活性的创新策略，为抗生素废水处理提供经济高效的解决方案。

　　

亮点

尖晶石CoFe₂O₄纳米颗粒通过激活三种氧化剂（BAP、PMS、PAA）产生丰富活性氧物种（如•OH、¹O₂、O₂^•-等），其催化效率随温度升高显著提升，但低温（5-15°C）下表现欠佳。创新性利用CoFe₂O₄的光热特性，在可见光LED照射下实现反应界面局部升温，使低温降解活性提升3倍以上。

样品合成

采用水热法合成粒径约250纳米的CoFe₂O₄颗粒：将钴/铁硝酸盐与氨水混合，180°C反应12小时后获得具有高比表面积（89.7 m²/g）和丰富活性位点的尖晶石结构材料。

表征结果

XRD证实样品为纯相CoFe₂O₄（PDF:04-006），紫外光谱显示其具有宽谱光吸收特性（200-800 nm），光热测试表明LED照射10分钟可使溶液升温28°C，为低温反应提供"纳米加热器"功能。

结论

本研究阐明温度对AOPs效率的调控机制，提出基于催化剂本征光热特性的低温增效策略，为开发适应气候变化的废水处理技术提供新思路。