摘要
尖晶石由于其独特的晶体结构对三氯乙烯的降解具有催化作用，然而文献报道及作者的初期研究表明尖晶石在250℃下才能对三氯乙烯有较好的催化脱氯活性，在常温下并无脱氯能力。而环境修复的温度条件一般是常温或更低温度。因此，本文将镍铁尖晶石和铜铁复合氧化物部分还原，得到了氧空位镍铁尖晶石和铜铁复合氧化物负载铜铁，从而使其在常温下具有了还原脱氯的能力。 首先以溶胶-凝胶法制备镍铁尖晶石和铜铁复合氧化物，然后用硼氢化钠把它们还原为氧空位镍铁尖晶石和铜铁复合氧化物负载铜铁。用X射线衍射和X射线光电子能谱测试证实了这种结构转变。以三氯乙烯为模型污染物，研究了氧空位数量和尖晶石煅烧温度等条件对还原脱氯速率的影响。用上述两种表征方法测定了材料脱氯后的结构及表面元素化学态的变化，阐明了还原脱氯机理。 氧空位镍铁尖晶石对三氯乙烯还原脱氯的主要产物为乙烷;铜铁复合氧化物负载铜铁的主要产物为乙烷和乙烯。 对于氧空位镍铁尖晶石，三氯乙烯的去除速率随着硼氢化钠用量的增加而提高，而乙烷生成速率却先提高然后出现平台。这说明在本论文实验条件下氧空位的数量并不能无限增加。在500-800℃范围内，500℃煅烧可得到最大的三氯乙烯去除速率，且500-700℃煅烧有利于还原脱氯。在水溶液中，尖晶石由于硼氢化钠的作用使得Ni周围的氧流失形成Ni-氧空位，尖晶石表面氧空位被氢氧根离子取代，内部的氧空位使得尖晶石显电负性，使其表面能吸附氢。这样，在有电子受体三氯乙烯存在时，内部氧空位提供电子并经过尖晶石晶格结构传递到表面与表面吸附的氢共同作用使得三氯乙烯分子被还原脱氯。 对于铜铁复合氧化物负载铜铁来说，煅烧温度为600℃可得到最大的三氯乙烯去除和乙烷生成速率。起还原脱氯作用的是铜铁双金属，但是氧化铁作为铜铁双金属的载体对还原脱氯起了很大的促进作用。 氧空位镍铁尖晶石及铜铁复合氧化物负载铜铁作为高活性且并不昂贵的新型材料，在氯代烃降解方面有很好的应用前景。
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