DOI: 10.1016/j.jhazmat.2021.127647

在此，研究者通过静电纺丝和调谐热驱动程序构建了具有一般尖晶石结构的一维Co2Mn2O4（CMO）中空纳米纤维。所得催化剂具有显著的活性界面工程效应，与水热合成的催化剂相比，过一硫酸盐（PMS）催化苯酚降解的活化效率提高了近12.9倍。此外，与单金属尖晶石催化剂相比，双金属尖晶石中定制的氧空位位点（包括化学环境和含量）得到了合理验证。PMS活性氧化物种（ROS）对苯酚催化降解的改善与CMO催化剂中活性较高的Co（II）和Mn（II）物种、活性氧空位以及界面工程效应密切相关。这些相关性通过各种表征技术、催化结果以及PMS吸附和活化的密度函数理论（DFT）计算得到了全面证实。此外，试验结果表明，由优化热处理产生的Co2Mn2O4尖晶石结构单元中钴物种的特定含量可以通过金属间协同作用和有益的电子转移循环进一步提高催化活性。本研究为界面体系在催化效率和环境修复方面的改进提供了更深入的认识。

图1.CMO-400（A）、CMO-500（B）、CMO-600（C）、CMO-700（D）的代表性SEM图像以及CMO-600的代表性TEM图像（E，F，G），CMO-600的EDS元素映射图像（H），HRTEM图像显示CMO-600中存在纳米晶体的晶界证据（I）。

图2.静电纺丝法制备的催化剂CMO-X的广角XRD图（a）和相应的局部放大结果（b）。

图3.静电纺丝合成的对比CMO-X催化剂的H2-TPR曲线。

图4.CMO-X催化剂中（a）Co2p、（b）Mn2p和（c）O1s芯能级的高分辨率XPS光谱。

图5.（a）各种对比样品的LSV和（b）EIS曲线。

图6.（a，c）不同尖晶石催化剂降解苯酚的时间依赖性降解过程以及（b，d）ln（C0/C）与反应时间的关系；反应条件：[苯酚]=30mg/L，[PMS]=1.0g/L，[催化剂]=0.1g/L，T=25℃。

图7.优化的CMO-600催化剂的稳定性测试和重复苯酚降解循环（a），新鲜和用过的CMO-600中Co2p（b）、Mn2p（c）和O1s（d）芯能级的对比高分辨率XPS光谱。

图8.CMO-600/PMS、CMO-600S/PMS和PMS系统的DMPO捕获ESR光谱（a）；CMO催化剂和PMS存在下苯酚降解的拟议机理图（b）；p-BQ、L-his、TBA或MeOH等猝灭剂对CMO-600/PMS体系中苯酚降解的影响（c）；在各种自由基猝灭剂存在下计算的苯酚降解反应速率常数k（d）。反应条件：[苯酚]=30mg/L，[PMS]=1.0g/L，[催化剂]=0.1g/L，T=25℃，[TBA]=0.2mol/L，[MeOH]=0.2mol/L，[p-BQ]=0.2mmol/L，[L-his]=0.2mmol/L。