DOI: 10.1016/j.jclepro.2022.135117

钙钛矿晶体结构的多功能性使其能够在基于过硫酸盐的高级氧化工艺（PS-AOP）中使用。在本研究中，作者通过静电纺丝和随后的退火工艺制备了新型无团聚的Ruddlesden-Popper（RP）型钙钛矿催化剂。通过在RP型La2CuO4的B位点处对相对惰性的Cu进行适度的Co取代来实现结构调控策略。研究了Co掺杂钙钛矿（Cox-LC1-xO）在过一硫酸盐活化和罗丹明B（RhB）去除方面的性能。Co置换改变了Cox-LC1-xO的组成，增加了缺陷和氧空位（OVs）的浓度，加速了电子转移，从而对催化活性产生了互补效应。丰富的OVs通过调节阳离子氧化还原循环和降低PMS活化的能量屏障来控制活性氧（ROS）的产生。特别是，OVs给晶格氧供给能量，使Co0.5-LC0.5O通过1O2主导的非自由基途径降解RhB。Co0.5-LC0.5O在RhB去除效率（30min内约98% ）和反应动力学（k=0.552/min）方面优于其他Cox-LC1-xO催化剂。此外，Co0.5-LC0.5O表现出良好的可重复使用性、宽pH范围（4.0-8.5）和盐适应性。总之，上述发现有助于设计出用于高效废水回收的过一硫酸盐类似催化剂。

图1.退火前后LCO和Co0.5-LC0.5O的形态。（a）和（b）LCO和Co0.5-LC0.5O电纺前体的SEM图像；（c）和（d）LCO和Co0.5-LC0.5O电纺前体的直径分布；（e）和（f）LCO和Co0.5-LC0.5O的SEM图像；（g）和（h）LCO和Co0.5-LC0.5O的HRTEM图像，以及（i）Co0.5-LC0.5O的TEM元素映射。

图2.Cox-LC1-xO催化剂的XRD图谱。

图3.RhB在Cox-LC1-xO/PMS系统中的降解情况。（反应条件：催化剂剂量=25mg/L，RhB浓度=50mg/L，PMS剂量=50mg/L，初始pH=5.6，T=303K）

图4.（a）催化剂剂量，（b）PMS剂量，（c）反应温度，和（d）初始染料浓度对RhB降解的影响。（反应条件：（b）、（c）和（d）中催化剂剂量=25mg/L；（a）、（c）和（d）中PMS剂量=50mg/L；（a）、（b）和（d）中T=303K；（a）、（b）和（c）中RhB浓度=50mg/L；初始pH=5.6。）

图5.初始pH值对Co0.5-LC0.5O/PMS系统中RhB降解的影响。（反应条件：催化剂剂量=25mg/L，RhB浓度=50mg/L，PMS剂量=50mg/L，T=303K）。

图6.离子种类对Co0.5-LC0.5O/PMS系统中RhB降解的影响。（反应条件：催化剂剂量=25mg/L，RhB浓度=50mg/L，PMS剂量=50mg/L，初始pH=5.6，T=303K，离子浓度=5mM）。

图7.Co0.5-LC0.5O/PMS系统的EPR光谱。（a）DMPO-OH和DMPO-SO4自旋捕集EPR光谱，和（b）TEMP-1O2自旋捕集EPR光谱。

图8.Co0.5-LC0.5O/PMS系统降解RhB的淬灭试验。（反应条件：催化剂剂量=25mg/L，RhB浓度=50mg/L，PMS剂量=50mg/L，初始pH=5.6，T=303K。[MeOH]/[PMS]=[TBA]/[PMS]=500，[L-His]/[PMS]=10，[FFA]/[PMS]=50）

图9.新鲜的和使用过的Co0.5-LC0.5O的XPS光谱：（a）全扫描，（b）Co2p，（c）Cu2p，和（d）O1s。

图10.LCO和Co0.5-LC0.5O中OVs的EPR光谱。

图11.Co0.5-LC0.5O催化剂的可重复使用性：（a）循环测试；（b）降解效率比较。（反应条件：催化剂剂量=25mg/L，RhB浓度=50mg/L，PMS剂量=50mg/L，初始pH=5.6，T=303K）。