电解锰渣还原改性解锁多功能活性位点强化过一硫酸盐活化及苯胺黑药降解

本研究创新性地通过还原改性电解锰渣(EMR)制备高效催化剂2FA-EMR，其独特的多孔结构和丰富的氧空位(OV)/低价态Fe/Mn活性位点，使过一硫酸盐(PMS)活化效率提升17.5倍，实现95.88%苯胺黑药(AAF)降解，主导活性物种为1O2，为冶金废渣资源化与难降解有机废水处理提供新策略。

Highlight

化学还原法通过富里酸(FA)改性电解锰渣(EMR)，成功制备出具有开放孔隙结构和丰富活性位点的2FA-EMR催化剂。该材料在过一硫酸盐(PMS)活化体系中展现出"三合一"优势：① 氧空位(O_V)作为电子传输高速公路；② 低价态Fe/Mn充当电子交换枢纽；③ 多孔结构提供分子运动快速通道，共同促成AAF降解速率常数(k_obs)达原始EMR的17.5倍。

Characterizations

X射线衍射(XRD)图谱揭示改性后催化剂晶体结构演变：原始EMR中的二水硫酸钙(CaSO₄·2H₂O)经水热处理完全转化为方解石型碳酸钙(CaCO₃)，同时出现显著Fe⁰/Mn²⁺特征峰。这种"晶体重构-价态调控"双效改造为后续PMS活化奠定结构基础。

Conclusion

2FA-EMR/PMS体系通过O_V与超氧自由基(O₂^•−)的级联转化，持续生成单线态氧(¹O₂)，选择性攻击AAF分子中P-N键实现75%矿化度。该工作如同"点石成金"，将危险废物转化为绿色催化剂，为冶金固废高值化利用提供教科书级范例。