Fe 負(fù)載UiO-66 協(xié)同非均相類Fenton 氧化降解廢氣苯的研究

張婷婷 ，周長松 ，周夢長 ，吳 昊 ，張 振 ，楊宏旻

（南京師范大學(xué) 能源與機(jī)械工程學(xué)院，江蘇 南京 210023）

揮發(fā)性有機(jī)污染物（Volatile Organic Compounds,VOCs）由于排放量大、毒性高，是大氣環(huán)境污染物的主要來源之一，中國已經(jīng)將其列為優(yōu)先控制污染物。VOCs 不僅會破壞人體健康引起畸變、癌變，還會在一定條件下與其他污染物反應(yīng)形成光化學(xué)煙霧和PM2.5[1]。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，苯等VOCs 廢氣的排放呈逐年上升的趨勢，成為當(dāng)前大氣污染物控制領(lǐng)域亟待解決的問題之一。

近年來，氧化降解法由于其經(jīng)濟(jì)、高效被廣泛用于治理VOCs。其中，F(xiàn)enton 技術(shù)因?yàn)槠渥陨砭哂袕?qiáng)氧化性的中間產(chǎn)物·OH，·OH 可與大多數(shù)有機(jī)物反應(yīng)使其降解成CO2和H2O，實(shí)現(xiàn)永久脫除的目的，因而成為當(dāng)前熱門技術(shù)之一[2]。采用非均相類Fenton 體系可以避免均相Fenton 體系中反應(yīng)溶液pH 值要求低且反應(yīng)過程中容易造成二次污染的問題[3]。目前，非均相類Fenton 催化劑還僅僅局限于傳統(tǒng)鐵基催化劑，存在比表面積小、活性位點(diǎn)分布不均、鐵元素溢出造成二次污染等問題。因此，研制新型、穩(wěn)定、高效的非均相催化劑成為研究新方向。

UiO-66 是金屬有機(jī)骨架材料（Metal-Organic Frameworks, MOFs 又稱多孔配位聚合物）的一種，由含碳、氧等多齒有機(jī)配體與過渡金屬離子自組裝而成[4]。具有多種納微尺度骨架型孔道結(jié)構(gòu)、超大比表面積和孔隙率及可裁剪性[5]。在UiO-66 材料合成過程中，Zr 金屬簇體與對苯二甲酸配位形成多孔骨架結(jié)構(gòu)，由于存在空間阻礙等因素，引起有機(jī)配體的缺失形成缺陷位，并同時(shí)保持UiO-66 材料的骨架結(jié)構(gòu)。Zr 金屬簇體處于不飽和配位狀態(tài)，暴露在UiO-66 材料的孔穴中，形成Lewis酸性位點(diǎn)，可以作為催化反應(yīng)的活性中心[6]。Pan等[7]采用浸漬法制備Cu-UiO-66 催化劑協(xié)同非均相Fenton 體系降解含4-氯酚廢水，研究結(jié)果顯示降解效率可達(dá)98%。Gonzalez-Olmos 等[8]使用Fe-ZSM5 和Fe-Beta 作為非均相類Fenton 催化劑來降解苯酚、吡蟲啉和二氯乙酸。研究對比發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)e-ZSM5 比Fe-Beta 具有更高的活性物質(zhì)產(chǎn)率。李銀瑩[9]以Fe-MOF 作為催化劑，與H2O2形成非均相類Fenton 體系對羅丹明進(jìn)行降解，研究結(jié)果顯示降解效率可達(dá)90%。Sun 等[10]采用不同物質(zhì)的量比的FeCl2和FeCl3為金屬配體合成了一系列MOF非均相Fenton 催化劑，反應(yīng)前后催化劑的結(jié)構(gòu)未發(fā)生顯著變化，且鐵離子的溶出量較低，目前尚缺乏采用非均相Fenton 體系氧化降解揮發(fā)性有機(jī)污染物的研究報(bào)道。

本研究采用水熱合成法制備了不同摻雜比例的Fe 負(fù)載UiO-66 催化劑，在自制的非均相類Fenton體系反應(yīng)裝置中進(jìn)行對模擬廢氣中苯的氧化降解特性進(jìn)行研究，探究溫度在110、120、130、140 ℃，H2O2濃度為0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、1.5 mol/L 對VOCs降解效率的影響。采用XRD、SEM、BET、XPS 和EPR 等測試手段對樣品的理化性質(zhì)進(jìn)行了表征。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和樣品表征，初步闡明Fe 負(fù)載UiO-66 協(xié)同非均相類Fenton 對廢氣苯的脫除特性。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 Fe 負(fù)載UiO-66 樣品制備

本研究采用水熱合成法制備不同負(fù)載量的Fe/UiO-66 催化劑。具體過程如下：分別稱取1.0 485 g（4.5 mmol）、0.932 g（4 mmol）、0.8155 g（3.5 mmol）、0.699 g（3 mmol）的四氯化鋯（ZrCl4）對應(yīng)加入0.094 g（0.5 mmol）、0.1988 g（1 mmol）、0.2982 g（1.5 mmol）、0.3976 g（2 mmol）的四水氯化亞鐵（FeCl2·4H2O）溶解于150 mLN，N二甲基甲酰胺溶液（DMF）溶液中，加入0.83 g（5 mmol）對苯二甲酸（PTA），混合攪拌5 min 后超聲處理20 min。將溶液放入200 mL聚四氟乙烯內(nèi)襯的反應(yīng)釜中密封，在120 ℃的烘箱中反應(yīng)24 h 后冷卻至室溫。倒掉上層母液，得到產(chǎn)物，再向其中加入100 mL DMF，用玻璃棒充分?jǐn)嚢韬箪o置12 h。抽濾，向所得產(chǎn)物中加入100 mL無水乙醇并用玻璃棒充分?jǐn)嚢?，靜置12 h 后更換DMF，如此重復(fù)，洗滌四次。抽濾，將產(chǎn)物置于真空干燥箱中，設(shè)定溫度為120 ℃，真空干燥12 h 后得到最終產(chǎn)物。所制備的樣品分別標(biāo)記為10%Fe/UiO-66、 20%Fe/UiO-66、 30%Fe/UiO-66、 40%Fe/UiO-66。

1.2 催化劑的表征

催化劑的掃描電鏡（SEM）圖像采用日本日立公司S-4800 分析獲得。催化劑的表面晶體結(jié)構(gòu)采用德國BRUKER 公司的D8 ADVANCE X 射線衍射儀（XRD）測定，掃描5°-80°。催化劑的比表面積、孔容和孔徑采用美國Micromiritcs 公司的ASAP2010 型比表面積測定儀測量。測量前，試樣在250 ℃真空下排氣4 h，以清潔催化劑表面。在相對壓力（p/p0）為0.05-0.20 的條件下，采用BET 法獲得比表面積（SBET）。在p/p0= 0.99 時(shí)估算總孔隙體積（vtotal）。催化劑的表面元素含量以及價(jià)態(tài)采用美國Thermo Fisher Scientific 公司的ESCALAB 250xi 型X 射線電子能譜分析儀（XPS）進(jìn)行測定，利用Avantage 軟件對催化劑表面元素的相對含量和化學(xué)價(jià)態(tài)進(jìn)行分峰擬合分析。非均相類Fenton 反應(yīng)過程中間體·OH 自由基通過德國Bruker X-Band A 200 型電子順磁共振光譜儀（EPR）獲得，由于·OH 自由基壽命極短且非?；顫姡诜磻?yīng)過程中加入捕獲劑5,5-二甲基-1 吡啶-N-氧化物（DMPO）優(yōu)先與·OH 反應(yīng)生成相對穩(wěn)定的DMPO-·OH 加合物，通過檢測羥基加合物來間接判斷·OH 自由基的含量。

1.3 實(shí)驗(yàn)裝置及方法

催化劑活性評價(jià)在自制的非均相類Fenton 體系裝置中進(jìn)行，具體見圖1。氮?dú)夥殖蓛陕罚宦愤M(jìn)入苯發(fā)生裝置；另一路作為平衡氣體，通過混氣瓶混合后進(jìn)入非均相類Fenton 反應(yīng)體系，通過調(diào)節(jié)兩路氮?dú)饬髁亢捅桨l(fā)生器的溫度可以獲得穩(wěn)定的揮發(fā)性有機(jī)污染物質(zhì)量濃度。非均相類Fenton 反應(yīng)體系主要由加熱帶、內(nèi)徑為20 mm 的圓柱形石英反應(yīng)管和填充的催化劑構(gòu)成。用便攜式氫離子火焰檢測儀（FID）測定反應(yīng)前后苯含量變化以定量評估催化劑對苯的催化氧化性能。

圖1 實(shí)驗(yàn)裝置流程示意圖Figure 1 Schematic diagram of the experimental apparatus

催化劑的活性以苯的轉(zhuǎn)化率表示，苯的轉(zhuǎn)化率定義為反應(yīng)器進(jìn)出口處苯質(zhì)量濃度差與進(jìn)口處苯質(zhì)量濃度的比率，具體計(jì)算公式如下：

式中，η為苯的脫除率，%；Cin為非均相類Fenton反應(yīng)器進(jìn)口處苯質(zhì)量濃度，mg/m3；Cout為非均相類Fenton 反應(yīng)器出口處苯濃度，mg/m3。

2 結(jié)果與討論

2.1 催化劑表征

2.1.1 XRD 分析

采用水熱合成法制備Fe/UiO-66，所制備的樣品分別標(biāo)記為10%Fe/UiO-66、20%Fe/UiO-66、30%Fe/UiO-66、40%Fe/UiO-66。對所制備的樣品進(jìn)行X 射線衍射分析，結(jié)果見圖2。所有制備的Fe/UiO-66 XRD 譜圖與UiO-66 的標(biāo)準(zhǔn)譜圖基本一致，在7.2°和8.3°處有兩個(gè)較強(qiáng)的衍射峰，為UiO-66 的特征衍射峰，與文獻(xiàn)報(bào)道到一致[11]。

圖2 不同F(xiàn)e 負(fù)載量的Fe/UiO-66 催化劑的XRD 譜圖Figure 2 XRD patterns of the Fe/UiO-66 catalysts with different Fe loadings

隨著Fe 負(fù)載量的增加與UiO-66 的XRD 衍射譜圖沒有顯著差異，說明在合成過程中，UiO-66 的晶體結(jié)構(gòu)沒有遭到破壞。隨著Fe/Zr 比的增加，催化劑的峰值強(qiáng)度也增加，結(jié)晶度增強(qiáng)[12]。所有樣品的XRD 譜圖中很難觀察到與氧化鐵相關(guān)的峰，說明在UiO-66 上Fe 可能處于高度分散的狀態(tài)或者粒度小，這對提高催化劑參與氧化反應(yīng)的活性是有利的[13,14]。

2.1.2 SEM 分析

圖3 為不同F(xiàn)e 負(fù)載量的Fe/UiO-66 的SEM 照片。由圖3 可知，F(xiàn)e/UiO-66 催化劑為不規(guī)則的球狀。隨著Fe 摻雜量的增大，F(xiàn)e/UiO-66 催化劑表面微粒尺寸逐漸減小，球狀越來越明顯。當(dāng)Fe 摻雜量達(dá)到30%時(shí)，F(xiàn)e/UiO-66 表面呈現(xiàn)出大小統(tǒng)一且分散的球狀；進(jìn)一步加大摻雜量至40%，F(xiàn)e/UiO-66 微粒形狀更為統(tǒng)一且出現(xiàn)明顯團(tuán)聚現(xiàn)象。

圖3 不同F(xiàn)e 負(fù)載量的Fe/UiO-66 催化劑的SEM 照片F(xiàn)igure 3 SEM images of the Fe/UiO-66 catalysts with different Fe loadings

2.1.3 BET 分析

催化劑的比表面積及孔性質(zhì)對其催化活性至關(guān)重要。表1 為四種催化劑樣品的BET 測試結(jié)果。由表1 可知，隨著Fe 負(fù)載量的增多，合成的Fe/UiO-66 催化劑的比表面積和孔體積均發(fā)生了一定的變化。其中，30% Fe/UiO-66 催化劑樣品具有最大的比表面積，也就意味著其表面擁有的活性物質(zhì)相對越多，從而在非均相類Fenton 反應(yīng)體系中與H2O2分子接觸產(chǎn)生的·OH 自由基更多，可以明顯提高催化效率。

表1 催化劑的比表面積及孔容Table 1 Surface area and pore volume of the catalysts with different Fe loadings

2.1.4 XPS 分析

通過XPS 測量進(jìn)一步探討20%Fe/UiO-66、30%Fe/UiO-66 及40%Fe/UiO-66 催化劑表面的化學(xué)狀態(tài)，結(jié)果見圖4。圖4(a)為催化劑樣品的全譜圖，圖4(a)中可見隨著鐵含量的增加Fe 2p光譜強(qiáng)度增強(qiáng)。Fe 2p的XPS 譜圖（圖4(b)）中結(jié)合能在711.7 及725.3 eV 附近的峰分別對應(yīng)Fe 2p3/2和Fe 2p1/2的 特 征 峰[15]。20%Fe/UiO-66 樣 品Fe 2p分 峰 結(jié) 果中，有兩個(gè)較為明顯的峰為708.5、713.4 eV 的峰分別對應(yīng)于Fe-C、Fe3+[16]。30%Fe/UiO-66 樣品Fe 2p分峰結(jié)果中，710.9 和724.5 eV 的峰分別對應(yīng)于Fe2+，而713.5 和728.2 eV 的峰對應(yīng)于Fe3+[17]。40%Fe/UiO-66 樣品Fe 2p分峰結(jié)果中，710.1 和723.6 eV的峰對應(yīng)于Fe2+[18]，而711.7、725.3 和728.2 eV 對應(yīng)于Fe3+[19]。隨著Fe 負(fù)載量的增加，F(xiàn)e2+的相對含量增加，F(xiàn)e3+的相對含量減少。O 1s的XPS 譜圖（圖4(c)）中結(jié)合能531.19、530.96 和531.8 eV 的峰對應(yīng)于-OH，F(xiàn)e-O 和M-OH[20]。

2.2 非均相類Fenton 氧化降解VOCs 實(shí)驗(yàn)分析

2.2.1 Fe 負(fù)載量對非均相類Fenton 氧化降解廢氣苯的性能影響

本研究考察了水熱合成法制備的催化劑樣品中Fe 負(fù)載量對催化活性的影響，圖5 為Fe/UiO-66催化劑樣品協(xié)同非均相類Fenton 氧化降解苯反應(yīng)的活性評價(jià)結(jié)果。

圖5 為不同負(fù)載量的Fe/UiO-66 協(xié)同非均相類Fenton 對苯的氧化脫除效率。由圖5 可知，10%Fe/UiO-66 催化劑樣品對苯的脫除效率較低，可能由于Fe 負(fù)載量較低時(shí)，催化活性中心的數(shù)目較少。當(dāng)Fe 負(fù)載量增大后，苯的氧化降解效率明顯提高，當(dāng)摻雜比例為30%時(shí)，反應(yīng)體系對苯的脫除效率可高達(dá)93%。隨著Fe 負(fù)載量進(jìn)一步加大，苯的氧化降解效率降低，這是因?yàn)?，一方?0% Fe/UiO-66 催化劑樣品由于Fe 負(fù)載量的增多導(dǎo)致比表面積減小，從而使表面絕對活性物質(zhì)減少，從SEM 分析可見，40% Fe/UiO-66 出現(xiàn)明顯團(tuán)聚與UiO-66 的相互作用減弱。同時(shí)，隨著Fe 負(fù)載量的增加，F(xiàn)e2+/Fe3+增大，過量的Fe2+會消耗非均相類Fenton 體系中生成的·OH 自由基（式（2））[21]。催化劑活性與表面物化結(jié)構(gòu)和元素組成有非常密切的關(guān)系，非均相類Fenton 對VOCs 的氧化脫除效率主要決定于·OH 的產(chǎn)量。XPS 表征也發(fā)現(xiàn)催化劑表面有Fe2+/Fe3+的氧化還原對，這促進(jìn)了·OH 自由基的產(chǎn)生[22]。

2.2.2 H2O2 濃度對VOCs 氧化降解性能的影響

非均相類Fenton 體系的脫出效率主要取決于·OH 自由基的產(chǎn)率，而·OH 自由基主要來源于H2O2分子，因此，H2O2的濃度對苯的氧化脫除效率起決定性作用。圖6 為四種催化劑在不同H2O2濃度下非均相類Fenton 氧化脫除苯的效率。由圖6 可知，當(dāng)分別添加0.05、0.1 和0.2 mol/L 的H2O2后，四種催化劑樣品對苯的氧化降解效率均有一定的提高,這是由于有更多的H2O2分子與Fe2+反應(yīng)，從而產(chǎn)生更多的·OH 自由基，與Xin 等[23]探究CuFeO2非均相降解四環(huán)素中H2O2的影響研究結(jié)果一致。對于10%Fe/UiO-66 及30%Fe/UiO-66催化劑，當(dāng)H2O2濃度由0.1 mol 增至1.0 mol/L 時(shí)，效率出現(xiàn)緩慢的提高，繼續(xù)增加H2O2濃度，苯的脫除效率不再提高。對于20% Fe/UiO-66 及40%Fe/UiO-66 催化劑，當(dāng)H2O2濃度由0.1 mol/L 增至1.5 mol/L 時(shí)， 效 率 未 出 現(xiàn) 明 顯 提 高， 表 明30%Fe/UiO-66 表面活性位點(diǎn)較多，由40% Fe/UIO-66 SEM 照片可知，催化劑表面微粒較小且分布致密，且BET 結(jié)果顯示比表面積減小，活性位點(diǎn)的絕對數(shù)量較為有限，當(dāng)H2O2濃度增加到一定數(shù)值時(shí)，催化劑表面的活性位點(diǎn)與H2O2達(dá)到反應(yīng)相對飽和狀態(tài)，因此，繼續(xù)增大H2O2濃度，苯的脫除效率不再提高。另一方面，當(dāng)溶液中的H2O2濃度過高時(shí)，很容易發(fā)生式（3）副反應(yīng)消耗一部分的·OH 自由基，產(chǎn)生氧化能力較弱的·OOH 自由基[24]，或者可能生成低氧化性且不具備反應(yīng)能力的·HO2（式（4）、（5））。因而過高的H2O2濃度不利于苯的氧化脫除。

圖6 H2O2 濃度對不同F(xiàn)e 摻雜量Fe/UiO-66催化劑氧化降解苯的影響Figure 6 Effect of H2O2 concentration on benzene removal by four Fe/UiO-66 catalysts with different Fe loadings (reaction conditions: the initial concentration is 600 mg/m3,temperature is 130 ℃)

2.2.3 空塔速率的影響

研究空塔速率對非均相類Fenton 氧化降解苯效率的影響，可以得出在實(shí)驗(yàn)條件下，非均相類Fenton 氧化降解VOCs 最經(jīng)濟(jì)高效的條件。由圖7可知，空塔速率分別為25、12、8 W /h 時(shí)，隨著空塔速率增大，非均相類Fenton 氧化降解苯的效率略有提高。在一定范圍內(nèi)，隨著催化劑用量的增加，參與非均相類Fenton 反應(yīng)體系中的Fe2+和Fe3+的濃度增大，產(chǎn)生的·OH 自由基濃度越高，氧化降解苯的效率隨之提高，當(dāng)催化劑用量到達(dá)一定數(shù)值時(shí)，非均相類Fenton 氧化降解苯反應(yīng)達(dá)到飽和，催化劑的促進(jìn)作用不再增強(qiáng)。

2.2.4 反應(yīng)溫度的影響

反應(yīng)溫度對非均相類Fenton 氧化降解苯效率具有較大的影響，本研究考察了在110-140 ℃溫度下30% Fe/UiO-66 催化劑協(xié)同非均相類Fenton氧化降解苯的效率。結(jié)果見圖8，當(dāng)反應(yīng)溫度為110 ℃時(shí)，苯的氧化降解效率為68%左右；隨著反應(yīng)溫度提高至130 ℃時(shí)，苯的氧化降解效率升高至81%左右。反應(yīng)隨著溫度的升高，分子的無規(guī)則運(yùn)動加快，使得H2O2分子與催化劑表面的活性組分反應(yīng)加快，·OH 自由基產(chǎn)率加快，從而提高了化學(xué)反應(yīng)的速率。當(dāng)溫度進(jìn)一步提高，苯的氧化降解效率降低，這是由于·OH 自由基非?；顫?，在高溫下會發(fā)生自消耗反應(yīng)（式（6））[25]，·OH 自由基來不及與廢氣苯發(fā)生反應(yīng)。另一方面，在較高的溫度下，H2O2性質(zhì)不穩(wěn)定，容易發(fā)生自分解反應(yīng)生成水和氧氣。

圖7 空塔速率對30% Fe/UiO-66 非均相類Fenton氧化降解苯的影響Figure 7 Effect of superficial velocity on benzene removal by 30% Fe/UiO-66 heterogeneous Fenton reaction (reaction conditions: the initial concentration is 600 mg/m3, temperature is 130 ℃, H2O2 concentration is 1 mol/L)

圖8 反應(yīng)溫度對30% Fe/UiO-66 非均相Fenton氧化降解苯的影響Figure 8 Effect of reaction temperature on benzene removal by 30% Fe/UiO-66 heterogeneous Fenton reaction(reaction conditions: the initial concentration is 600 mg/m3,the concentration of H2O2 is 1 mol/L)

2.2.5 反應(yīng)機(jī)理

為了探究Fe 負(fù)載UiO-66/H2O2體系中的催化機(jī)理，本研究通過電子順磁共振技術(shù)（EPR）測試非均相類Fenton 體系在反應(yīng)過程中的主要活性物質(zhì)。圖9 為四種催化劑的非均相類Fenton 反應(yīng)的EPR 波譜強(qiáng)度。

圖9 10% Fe/UiO-66、20% Fe/UiO-66、30% Fe/UiO-66 和40% Fe/UiO-66 類Fenton 反應(yīng)過程的EPR 波譜強(qiáng)度Figure 9 EPR spectrum intensity of 10% Fe/UiO-66, 20% Fe/UiO-66, 30% Fe/UiO-66 and 40% Fe/Ui O-66 Fenton reaction processes reaction conditions: H2O2 concentration is 1 mol/L, DMPO concentration is 5 mmol/L and reaction measurement time is 15 min

由圖9 可知，在四種催化劑樣品的EPR 波譜中1∶2∶2∶1（超精細(xì)耦合系數(shù)αN=αH= 15G）的信號峰最強(qiáng)，并且未檢測到其他雜化峰，表明在反應(yīng)過程中有·OH 自由基的產(chǎn)生且濃度大于其他自由基[26]。且隨著Fe 負(fù)載量的增加，10% Fe/UiO-66 的EPR 波譜中DMPO-·OH 加合物的信號強(qiáng)度最弱，40% Fe/UiO-66 的EPR 波 譜 中DMPO-·OH 加 合 物的信號強(qiáng)度最強(qiáng)，即隨著Fe 負(fù)載量的增加，·OH 自由基的信號峰越來越明顯，·OH 自由基的產(chǎn)率越大。

綜合XPS 分析，本研究推測了在Fe 負(fù)載UiO-66/H2O2體系中對廢氣苯的降解機(jī)理?！H 自由基是氧化降解苯的關(guān)鍵，催化劑表面的Fe2+/Fe3+的氧化還原對可以促進(jìn)·OH 自由基的產(chǎn)生（式（7）-（11）），從而提高Fe/UiO-66 協(xié)同非均相類Fenton 氧化降解苯的性能。

2.2.6 Fe/UiO-66 催化劑的穩(wěn)定性

為了進(jìn)一步了解Fe/UiO-66 催化劑的穩(wěn)定性，本研究選取催化活性最高的30%Fe/UiO-66 催化劑在苯初始濃度為600 mg/m3，溫度為130 ℃，H2O2濃度為1 mol/L 連續(xù)實(shí)驗(yàn)10 h 的穩(wěn)定性，結(jié)果見圖10。催化劑在經(jīng)過10 h 實(shí)驗(yàn)過程中，催化效率未出現(xiàn)明顯下降，仍然保持在90%以上，表明Fe/UiO-66 非均相類Fenton 反應(yīng)降解廢氣中苯具有良好的穩(wěn)定性。

圖10 30% Fe/UiO-66 催化劑的穩(wěn)定性Figure 10 Stability test of the 30% Fe/UiO-66 catalyst

3 結(jié) 論

10% Fe/UiO-66、20% Fe/UiO-66、30% Fe/UiO-66、40% Fe/UiO-66 均具有較高的結(jié)晶度，一部分負(fù)載Fe 在不破壞UiO-66 結(jié)構(gòu)的情況下取代Zr 的位置，以無定形的形式存在或者在UiO-66 上處于高度分散的狀態(tài)。催化劑表面同時(shí)存在Fe2+/Fe3+。

30%Fe/UiO-66 協(xié)同非均相類Fenton 氧化降解苯的效率最高；·OH 自由基的產(chǎn)率增大促進(jìn)非均相類Fenton 氧化降解廢氣苯；催化劑表面的Fe2+/Fe3+氧化還原對促進(jìn)·OH 自由基的產(chǎn)生，但過高的·OH 自由基產(chǎn)率會發(fā)生·OH 自消耗。

高溫下，H2O2分解過快而導(dǎo)致·OH 發(fā)生自消耗反應(yīng)；低空塔速率對非均相類Fenton 氧化降解廢氣苯的效率提升有限。