Cu doped Fe2O3 growing a nickel foam for sulfadiazine degradation in peroxymonosulfate assisting photo-electrochemical system: Performance, mechanism and degradation pathway

降级(电信) 催化作用 电化学 兴奋剂 化学工程 化学 材料科学 电极 有机化学 计算机科学 光电子学 电信 物理化学 工程类
作者
Min Wang,Zhenqi Xu,Jiadian Wang,Jin Kyu Kang,Yiwu Tang,Taizuo Ma,Qing Dong
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier]
卷期号:466: 143013-143013 被引量:6
标识
DOI:10.1016/j.cej.2023.143013
摘要

In this study, cost-effective and easily recovery Cu doped Fe2O3 in-situ growing on a nickel foam (Cu-Fe2O3/NF) was successfully fabricated and employed in peroxymonosulfate (PMS) assisting visible-light photoelectrochemical oxidation (VL + EC + catalyst + PMS) system for sulfadiazine (SD) removal. The optimum 2Cu-Fe2O3/NF exhibited excellent catalytic efficiency toward SD degradation in the VL + EC + catalyst + PMS system, 100% of SD being removed in 10 min and the firs-order reaction kinetic constant being 41.30 × 10-2 min−1. The excellent catalytic efficiency of 2Cu-Fe2O3/NF was due to the depressed recombination of photoinduced electron and hole, the enhanced electron transfer efficiency, more Fe2+, Cu+ and Ni2+ in sample resulting from Cu doping, and more active sites owing to the bulk thick petals-like of Fe2O3 being changed to thinner flakes after Cu doping. Therefore, a large number of reactive oxygen species including •OH, •O2− and h+ in the VL + EC + 2Cu-Fe2O3/NF + PMS system were produced to degrade SD. The mechanism of SD degradation in the system was explored in detail. The 2Cu-Fe2O3/NF displayed adaptation ability for a wide range, good anti-interference ability toward ions in real water. More inspiring, benefiting from the in-situ growth of Cu-Fe2O3 on NF surface, 2Cu-Fe2O3/NF exhibited good durability and recycle ability. This study provides a worthy reference for designing efficient and easily recycled catalysts and promotes the practical application possibility of low-cost Fe2O3 in antibiotics removal.
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