DOI:10.1016/j.jwpe.2020.101838

过碳酸钠（2Na2CO3∙3H2O2）（PC）是一种很有前途的H2O2替代品，因为PC是固相的，更易于处理；然而，通常需要铁（Fe）物种来活化PC，以便在降解毒物时有效地产生羟基自由基（HR）。由于均质的铁物种会导致严重的沉淀问题，因此异质的氧化铁纳米离子（NPs）似乎很有希望，但该类纳米离子在水中往往会聚集。因此，开发负载型氧化铁纳米粒子至关重要。由于碳质材料是最有用的载体之一，因此碳质材料甚至可以加工成特殊的形态来支撑氧化铁NPs。在此，研究者采用静电纺丝技术开发了碳纤维（CF）作为有利的碳载体，因为CF具有较大的纵横比（50:1），使得氧化铁纳米粒子能够很好地修饰在碳纤维上，从而形成一种很有前途的用于PC活化的氧化铁NP修饰CF（FeCF）。使用SEM、TEM、XRD、XPS、拉曼光谱和N2吸附等温线对FeCF进行了表征。该FeCF表现出明显高于原始Fe2O3 NPs的催化反应活性，以活化PC生成HR，然后降解有毒物质Azorubin S（AZS）。FeCF的AZS降解活化能（Ea）值也比其他报道的催化剂低得多。此外，FeCF还可以重复用于活化PC以降解AZS。此外，还阐明了FeCF活化PC以降解AZS的机理，为PC活化及其环境应用提供了新的见解。综上所述，FeCF是一种高效的多相催化剂，可以活化PC以降解水溶液中的有毒物质。

图1.由碳化Fe（acac）3-PAN电纺纤维得到的FeCF的制备示意图。

图2.（a）Fe（acac）3-PAN的SEM图像，（b）FeCF的SEM图像，（c）尺寸分布。

图3.（a）FeCF的XRD图和（b）拉曼光谱。

图4.FeCF的XPS分析：（a）C1s和（b）Fe2p核心能级谱（“Sat”=伴峰）。

图5.FeCF的物理性质：（a）N2吸附等温线和孔径分布，以及（b）zeta电位（pHzpc=3.3）。

图6.（a）仅PC、FeCF吸附、FeCF活化PC和Fe2O3-NP活化PC对AZS降解的比较（FeCF=Fe2O3=100mg/L；PC=2000mg/L；T=25℃）和（b）催化剂用量对AZS降解的影响（PC=2000mg/L，T=25℃）。

图7.（a）PC剂量（FeCF=100mg/L，T=25℃）和（b）温度对AZS降解的影响（FeCF=100mg/L；PC=2000mg/L）。

图8.（a）pH对AZS降解的影响，以及（b）FeCF活化PC的可重复使用性（FeCF=100mg/L；PC=2000mg/L；T=25℃）。

图9.（a）离子和清除剂对AZS降解的影响（FeCF=100mg/L或PC=2000mg/L，TBA=2000mg/L，NaCl=50mg/L，T=25℃）。（b）FeCF活化PC的ESR光谱（□：DMPO-OH）。

图10.FeCF活化PC对AZS的可能降解途径。