Peningkatan Kinerja Katalitik Katalis FeMnO x yang Disintesis melalui Metode Agar untuk Oksidasi Toluena: Efek Sinergis dan Mekanisme Degradasi

ABSTRAK
Di sini, katalis komposit FeMnO x disintesis menggunakan metode agar, yang bertujuan untuk meningkatkan kinerja katalitik untuk oksidasi toluena. Dibandingkan dengan metode preparasi tradisional, teknik agar-gel memanfaatkan efek templating unik dari gel biopolimer, yang mendorong dispersi dan kristalisasi seragam dari struktur Fe-O-Mn, yang mengarah pada pembentukan kekosongan oksigen yang melimpah dan lokasi cacat permukaan. Hasil menunjukkan bahwa kinerja katalitik FeMnO x ( T 90  = 225 °C) secara signifikan lebih unggul daripada oksida logam tunggal, yang dikaitkan dengan peningkatan kandungan Mn 3+ , O ads , dan mobilitas oksigen yang diinduksi oleh efek sinergis Fe-Mn. Karakterisasi sistematis menegaskan bahwa interaksi kuat antara Fe dan Mn dalam FeMnO x mengurangi kekuatan ikatan Mn-O dan mengoptimalkan kemampuan adsorpsi dan aktivasi spesies oksigen. Analisis DRIFTS in situ selanjutnya mengungkap jalur reaksi unik FeMnO x : asam benzoat dapat langsung diubah menjadi maleat anhidrida, menghindari pembentukan zat antara fenol, sehingga mengurangi akumulasi produk sampingan dan mempercepat oksidasi mendalam toluena menjadi CO 2 dan H 2 O. Penelitian ini menyajikan strategi baru untuk sintesis hijau katalis Fe-Mn yang efisien dan memberikan pendekatan inovatif terhadap degradasi katalitik toluena.