传统芬顿反应通常在常温下进行，受限于缓慢的Fe³⁺/Fe²⁺循环和双氧水分解速率，对高浓度有机废水的处理效率仍有待提升。将光热效应引入芬顿体系，通过外部光源（特别是近红外光）照射，使催化剂表面局部温度升高，可以从根本上加速化学反应动力学，是近年来兴起的一种强化芬顿反应的新策略。硫化铜（CuS）是一种窄带隙（约2.0eV）的p型半导体，同时也是已知光热转换效率最高的纳米材料之一。在近红外光（NIR）照射下，CuS能高效地将光能转换为热能。将其与Fe₃O₄磁核结合，可以构建一个集光热效应、光生电子还原Fe³⁺和Fe₃O₄供铁三大功能于一体的Fe₃O₄@CuS核壳结构协同催化剂。

  在近红外光（808nm激光或模拟太阳光）照射下，Fe₃O₄@CuS处理高浓度苯酚（1000mg/L）的芬顿反应速率常数是同等条件黑暗下反应的8倍以上，苯酚在短时间内被迅速矿化。其协同催化机理可分解为三步：其一，CuS壳层吸收NIR光，通过非辐射跃迁产生热量，导致催化剂表面微区温度急剧升高。根据阿伦尼乌斯公式，温度每升高10℃，反应速率增加2至4倍，微区高温极大地促进了双氧水分解和·OH生成。其二，CuS受光激发产生的光生电子，可以迅速注入到Fe₃O₄中，将反应中累积的Fe³⁺重新还原为Fe²⁺，极大地加速了芬顿催化的限速步骤。其三，Fe₃O₄核在酸性微环境中持续、缓慢地溶出Fe²⁺和Fe³⁺离子，为芬顿反应提供充足的铁源。

  反应结束后，借助Fe₃O₄磁核的超顺磁性，使用外置磁铁即可在几十秒内将催化剂从水中快速分离回收。经过6个循环使用，催化剂的活性和形貌保持良好。该研究创新地将纳米材料的光热效应引入到高级氧化过程中，通过光-热-催化多物理场与化学场的协同，为处理高浓度、难降解的有机工业废水，提供了一种能量利用更为充分、反应速率极大提升的新技术方案。

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