La-TiO2@NH2-MIL-(101)Fe/Fe2O3电催化剂的构建及其在Cr(VI)还原中的高效应用与机理研究

本研究针对电催化还原有毒污染物Cr(VI)的治理需求，开发了一种n-n型NH2-MIL-(101)Fe/Fe2O3异质结构电催化剂。在1.4 V直流电压下，酸性条件下4小时内实现对1 ppm Cr(VI)约92%的高效还原，并通过XPS证实Cr(III)产物的形成。该材料兼具电子存储与高表面积特性，为重金属污染治理提供了新材料与技术路径。

　　

通过构建n-n型La-TiO₂@NH₂-MIL-(101)Fe/Fe₂O₃电催化剂，研究人员实现了在酸性和碱性条件下对剧毒六价铬(Cr(VI))的高效电催化还原。该材料中镧掺杂二氧化钛(La-TiO₂)作为电子库提供氧空位，而氨基铁基金属有机框架与氧化铁复合物(NH₂-MIL-(101)Fe/Fe₂O₃)则提供高比表面积和铁催化位点。

在仅需1.4伏直流电压的两电极体系中，4小时内对1 ppm浓度Cr(VI)的去除率可达92%，且避免了水分解副反应。X射线光电子能谱(XPS)分析证实产物为Cr(OH)₃和Cr₂O₃，但氢氧化铬钝化现象限制了碱性条件下的效率（仅34%）。研究还发现Cr(III)和Fe³⁺会增强HCrO₄^-在350 nm处的紫外吸收，因此推荐采用离子色谱法进行精确物种分析。

该工作不仅展示了新型电催化剂在环境修复中的应用潜力，同时揭示了铬物种转化过程中的分析挑战，为重金属污染治理提供了材料设计与检测方法的重要参考。