相控多元氧化物-硫化物异质结构实现高效电芬顿氧化降解技术

本研究针对电芬顿（EF）降解过程中H2O2原位电合成效率低和Fe2+再生困难的核心难题，开发了(FeVCoCuMn)2O3/(CuFeVCoMn)S多元异质结构催化剂。通过相比例调控实现了98%的四环素降解率及87%的十周期循环稳定性，为多金属掺杂与异质结构协同增效的EF技术提供了新范式。

　　

电芬顿（Electro-Fenton, EF）降解技术长期受限于原位过氧化氢（H₂O₂）电合成效率低下及二价铁离子（Fe²⁺）再生缓慢两大瓶颈。本研究创新性地构建了多元氧化物-硫化物异质结构材料(FeVCoCuMn)₂O₃/(CuFeVCoMn)S，通过精确调控合成温度优化相比例，显著提升EF降解效能。实验数据与理论计算共同揭示：铜（Cu）、钴（Co）、锰（Mn）、钒（V）及硫（S）元素通过电子捐赠机制促进三价铁（Fe³⁺）还原为Fe²⁺，同时多金属协同作用显著增强H₂O₂选择性。密度泛函理论（Density Functional Theory）计算表明，异质结构特性可通过相比例优化实现电荷转移增强及中间体结合能调控。该催化剂在120分钟内实现98%四环素降解率，并保持十次循环后87%的活性稳定性，为设计高效多相EF催化剂提供了电子级结构调控新策略。