DOI:10.1021/acs.iecr.0c04441

ZrO2基金属氧化物在多相催化中有着广泛的应用。对于多相催化而言，分散性是一项艰巨的挑战。本文报道了一种利用微流控芯片辅助静电纺丝制备ZrO2基复合金属氧化物纤维的简便合成方法。所形成的纳米级纤维含均匀分布的不同氧化物。通过掺杂SiO2或MgO显著增加了ZrO2的酸性和碱性位点。这些纤维是负载氧化铁以进行Fenton反应的理想催化载体。铁元素高度均匀地分散在纤维上。该催化剂可在45分钟内降解溶液中90％以上的500ppm染料，且循环使用后仍可保持较高的降解率。

图1.（A）0.50-ZS纤维的扫描电子显微镜（SEM）图像；（B）0.5-ZS纤维的TEM图像；（C，D）Si和Zr元素的对应映射；（E）0.50-ZM纤维的SEM图像；（F）0.5-ZM纤维的TEM显微照片；（G，H）Mg和Zr元素映射的对应图像；（I）0.50-ZS纤维的高分辨率TEM（HRTEM）显微照片；（J）0.50-ZM纤维的HRTEM显微照片；（K）不同ZS纤维的X射线衍射（XRD）图；（L）不同ZM纤维的XRD图谱。

图2.（A）不同纤维的XPS图谱和（B）Zr3d的核激发XPS图谱；（C）不同ZS纤维的吡啶吸附红外光谱。

图3.（A）负载氧化铁前后0.75-ZS纤维的XRD图谱；（B）Fe/0.75-ZS的TEM图像；（C）Fe/0.75-ZS的EDX Fe元素映射图；（D）负载氧化铁前后0.75-ZS纤维的XPS全扫描光谱；（E）芬顿反应之前和之后催化剂的XPS全扫描光谱；（F）Fe2p的核激发XPS光谱。

图4.（A）不同载体催化剂芬顿反应以降解MB；（B）不同铁催化剂芬顿反应降解MB的比较；NPs-1，铁等量催化剂；NPs-2，15mg催化剂；另一种催化剂为15.0mg；（C）Fe/0.75-ZS芬顿反应降解不同浓度的MB；（D）Fe/0.75-ZS降解MB的循环测试；（E）磁性催化剂的降解率；（F）不同ZM载体催化剂芬顿反应以降解苯酚；反应条件：30mL 200ppm底物，60μL H2O2、15.0mg催化剂和25mg盐酸羟胺。

图5.（A）Fe箔、Fe2O3、FeO和Fe/ZS纤维的归一化K边缘X射线吸收近边缘结构（XANES）χ（E）光谱和（B）FT；（C）Fe箔，（D）FeO和（E）Fe/ZS的Fe K边缘EXAFS等高线图的波长转换。

图6.（A）不同Fenton体系中DMPO加合物在反应5min时的EPR信号和（B）羟基自由基浓度。MB、H2O2、催化剂和盐酸羟胺全部存在的体系被称为MB-H2O2-Cat-HH体系，而存在MB、H2O2和催化剂的体系被称为MB-H2O2-Cat体系；存在MB、H2O2和盐酸羟胺的体系称为MB-H2O2-HH体系；只存在MB和H2O2的体系被称为MB-H2O2体系。