Novel polymer optical fibers with high mass-loading g-C3N4 embedded metamaterial porous structures achieve rapid micropollutant degradation in water

材料科学 光催化 制作 泥浆 降级(电信) 多孔性 复合材料 聚合物 化学工程 化学 有机化学 病理 替代医学 催化作用 工程类 电信 医学 计算机科学
作者
Zihang Cheng,Chii Shang,Paul Westerhoff,Li Ling
出处
期刊:Water Research [Elsevier]
卷期号:242: 120234-120234 被引量:13
标识
DOI:10.1016/j.watres.2023.120234
摘要

The performance of conventional photocatalytic reactors suffers from low photocatalyst mass-loading densities affixed to surfaces and light scattering losses or light attenuation in slurry reactors. These limitations are overcome by fabrication of high mass-loading g-C3N4 embedded metamaterial porous structures on flexible polymeric optical fibers (g-C3N4-POFs). In this study, the fabricated g-C3N4-POFs contain g-C3N4 with mass-loading 100-1000x higher than previouly reported, enabling efficient light delivery to g-C3N4 and improved pollutant mass transport within metamaterial porous structures. The key fabrication step involved using acetone, based on its high saturated vapor pressure and low dielectric constant, making roll-to-roll mass production of high mass-loading photocatalyst-embedded metamaterial POFs possible at room-temperature within seconds. Using bundles of 150 individual g-C3N4-POFs in the reactors, we achieved 4x higher degradation rates for micropollutants under visible light irradiation at 420 nm compared with equivalent mass-to-volume ratios of photocatalysts in a slurry suspension reactor. The bundled g-C3N4-POF reactor showed no degradation in the structural integrity or loss of pollutant degradation using deionized or model drinking water under accumulated HO• exposures of ∼4.5 × 10-9 M•s after 20 cycles of treatment. It operates continuously at g-C3N4 dosages equivalent to 100-1000 g/L and a water depth over 40 cm, making it a feasible alternative to conventional photocatalytic reactors.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
sun完成签到,获得积分10
刚刚
smile关注了科研通微信公众号
刚刚
刚刚
WAN完成签到,获得积分20
刚刚
1秒前
禾耶发布了新的文献求助10
2秒前
无花果应助清新的笑翠采纳,获得10
2秒前
白婉麒发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
ceeray23应助蔚然无尽蓝采纳,获得10
3秒前
赘婿应助双马尾小男生采纳,获得10
3秒前
3秒前
华仔应助盐焗鱼丸采纳,获得10
3秒前
科研通AI6应助铱铂采纳,获得10
3秒前
lancelot发布了新的文献求助10
4秒前
徐笑松发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
4秒前
yzz发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
酷酷的王发布了新的文献求助10
6秒前
虞访云发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
6秒前
Zx_1993应助CC采纳,获得20
7秒前
豚豚兔老公完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
7秒前
桐桐应助123采纳,获得10
7秒前
8秒前
NexusExplorer应助崔哈哈采纳,获得10
8秒前
8秒前
8秒前
香蕉觅云应助学术大白采纳,获得10
8秒前
YooLoo发布了新的文献求助30
9秒前
英俊的铭应助狂野的南松采纳,获得10
9秒前
10秒前
辣小扬发布了新的文献求助10
10秒前
mafukairi发布了新的文献求助10
10秒前
xiao发布了新的文献求助10
10秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 临床微生物学程序手册,多卷,第5版 2000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1621
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] | NHBS Field Guides & Natural History 1500
The Victim–Offender Overlap During the Global Pandemic: A Comparative Study Across Western and Non-Western Countries 1000
King Tyrant 720
Sport, Social Media, and Digital Technology: Sociological Approaches 650
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5592954
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4678912
关于积分的说明 14807118
捐赠科研通 4642716
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2534207
邀请新用户注册赠送积分活动 1502266
关于科研通互助平台的介绍 1469286