Construction d'un électrocatalyseur bimétallique fer-manganèse ancré sur fibres de carbone et mécanisme efficace de dégradation du thiaclopride

FENG Yao ,  

QIU Jinli ,  

CHAN Huifang ,  

LIU Fuqiang ,  

摘要

Les électrocatalyseurs bimétalliques peuvent exercer un effet synergique pour catalyser efficacement la dégradation des insecticides néonicotinoïdes, mais leur application est limitée par l'agglomération des nanoparticules métalliques, ce qui réduit les sites actifs. L'ancrage des espèces métalliques sur les nanofibres via l'électrofilage, suivi d'un traitement thermique, permet d'obtenir une liaison in situ étroite entre les oxydes métalliques et les fibres de carbone, conduisant à la fabrication réussie d'un électrocatalyseur bimétallique fer-manganèse ancré sur fibres de carbone (FM@N-CNF), avec une taille moyenne des particules d'oxyde métallique de seulement 6 nm. Les tests de caractérisation électrochimique confirment que FM@N-CNF possède une surface active électrochimique et une capacité de transfert électronique supérieures à celles des métaux simples. Utilisé comme cathode à -0,5 V contre SCE, FM@N-CNF permet une dégradation complète du thiaclopride en 90 minutes, avec un taux de dégradation supérieur à 80 % lors de 10 cycles consécutifs. FM@N-CNF montre une bonne tolérance dans des conditions de concentration en polluants de 5 à 100 mg/L, pH de 3 à 11, et présence de sels inorganiques conventionnels. Les expériences d'extinction et la spectroscopie de résonance paramagnétique électronique confirment que les principales espèces oxygénées actives sont 1O2. L'analyse par chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse indique que le processus de dégradation du thiaclopride implique principalement des réactions de carboxylation et carbonylation.

关键词

oxydes bimétalliques; électrofilage; électrocatalyse; thiaclopride; oxygène singulet

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