通过非均相催化剂从地下水中去除氯代烃已成为一种有价值的方法。但是，合成高效且持久的材料，尤其是用于去除三氯乙烷（TCA）的方法仍不成熟。在这项研究中，我们通过pH诱导的多巴胺聚合反应制备了聚多巴胺（PDA）嵌入的Fe/rGO纳米复合材料，用于在过碳酸钠（SPC）体系中降解TCA。实验结果表明，与裸露的Fe/rGO相比，PDA装饰的Fe/rGO不仅更经济地提高了TCA降解（98％），而且还增强了催化剂的稳定性和可回收性。TEM、XRD、FTIR、XPS和VSM分析表明成功制备了磁性可分离的PDA@Fe/rGO纳米复合材料。此外，PDA@Fe/rGO/SPC系统中探针化合物的较高降解速率表明，由于多巴胺的自氧化作用，PDA的装饰改善了活性物质的形成，并降低了PDA的能力。溶液基质对PDA@Fe/rGO性能的影响阐明了各种物质对降解的影响。GCMS、TOC分析和脱氯实验验证了无毒产品的形成以及合理的TOC和氯离子去除效果。PDA@Fe/rGO催化剂可循环使用六个连续周期，保持76％的利用率，并通过XRD和XPS分析验证了Fe²⁺和Fe³⁺物种的丰富可用性。PDA@Fe/rGO纳米复合材料增强的修复能力和改进的可回收性可为地下水中三氯乙酸的实际应用提供闪耀的新星。
 

Figure 1. 合成纳米复合材料的表面形态，a）Fe/rGO和b）PDA@Fe/rGO的SEM分析，c）Fe/rGO和d）PDA@Fe/rGO的TEM分析（插图HRTEM）
 

Figure 2. PDA@Fe/rGO的HAADF-EDS映射。
 

Figure 3. 溶液基质对TCA降解的影响：a）HCO₃^-和b）Cl^-（[PDA@Fe/rGO]=0.4 g/L，[SPC]=15 mM，[TCA]o=0.15 mM）。
 

Figure 4. 在不同的无机离子下：a）NO₃^-和b）SO₄^2-（[PDA@Fe/rGO]=0.4g/L，[SPC]=15 mM，[TCA]o=0.15 mM），TCA的降解性能。
 

Figure 5. 在[PDA@Fe/rGO]=0.4g/L，[TCA]o=0.15 mM，各种剂量SPC的存在下，TOC的去除。
 
       相关研究成果于2021年由河南大学Xinhai Wang课题组和华东理工大学Shuguang Lyu课题组，发表在Chemical Engineering Journal（https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.126405）上。原文：A recyclable polydopamine-functionalized reduced graphene oxide/Fe nanocomposite (PDA@Fe/rGO) for the enhanced degradation of 1,1,1-trichloroethane。

转自《石墨烯杂志》公众号