Rational design of a hydrophilic nanoarray-structured electro-Fenton membrane for antibiotics removal and fouling mitigation: An intensified catalysis process in an oxygen vacancy‐mediated cathodic microreactor

微型反应器 结垢 化学工程 膜污染 催化作用 化学 过滤(数学) 材料科学 纳米技术 有机化学 生物化学 统计 数学 工程类
作者
Yang Liu,Jing Zhao,Daliang Xu,Xinsheng Luo,Yong‐Sup Han,Xiaobin Tang,Heng Liang
出处
期刊:Journal of Hazardous Materials [Elsevier]
卷期号:470: 134138-134138
标识
DOI:10.1016/j.jhazmat.2024.134138
摘要

Electro-Fenton membranes (EFMs) can synchronously realize organic micropollutants destruction and fouling mitigation in a single filtration process with the assistance of hydroxyl radicals (•OH). Herein, a nanoarray-structured EFM (NS-EFM) was designed by assembling Fenton reactive CoFe-LDH nanowires using a low-temperature hydrothermal method. Combined with a defect-engineering strategy, the oxygen vacancies (OVac) in the CoFe-LDH nanoarrays were tailored by manipulating the stoichiometry of cations to optimize the Fenton reactivity of NS-EFMs. The optimized NS-EFM demonstrated exceptional sulfamethoxazole (SMX) removal (99.4%) and fast degradation kinetics (0.0846 min-1), but lower energy consumption (0.22 kWh m-3 per log removal of SMX). In-depth mechanism analysis revealed that the intrinsic electronic properties of OVac endowed NS-EFM with enhanced reactivity and charge transferability at metallic active sites of CoFe-LDH, thereby intensifying •OH generation. Besides, the nanoarray-structured NS-EFM built a confined microreactor space, leading to expedited •OH microflow to SMX. Meanwhile, the hydrophilic nature of CoFe-LDH nanoarrays synergistically contributed to the high flux recovery (95.0%) and minimal irreversible membrane fouling (5.0%), effectively alleviating membrane fouling within pores and on surfaces. This study offers insights into the potential of defect engineering as a foundational strategy in the design of EFMs, significantly advancing the treatment of organic pollutants and control of membrane fouling.
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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
刚刚
Ava应助Nidehuogef采纳,获得10
1秒前
刘龙飞发布了新的文献求助10
1秒前
紫金大萝卜应助玉米采纳,获得20
4秒前
Ava应助研友_8oY5gn采纳,获得30
4秒前
5秒前
赘婿应助ljw采纳,获得10
5秒前
1199完成签到,获得积分10
5秒前
打工肥仔举报Amber求助涉嫌违规
5秒前
张泽崇应助巧克力饼干采纳,获得10
6秒前
6秒前
6秒前
隐形曼青应助金金采纳,获得10
7秒前
朴老弟完成签到,获得积分20
7秒前
8秒前
9秒前
9秒前
无花果应助jinxing采纳,获得10
10秒前
wang完成签到,获得积分20
10秒前
1199发布了新的文献求助10
12秒前
江觅松发布了新的文献求助10
12秒前
铭东晖发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
13秒前
13秒前
Jun发布了新的文献求助10
13秒前
wanci应助爱笑博采纳,获得10
14秒前
14秒前
lantZa完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
Yaner应助澄果采纳,获得10
16秒前
文静完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
aniu发布了新的文献求助10
18秒前
忧心的飞雪完成签到 ,获得积分10
18秒前
19秒前
小文完成签到,获得积分10
19秒前
19秒前
ljw发布了新的文献求助10
19秒前
劉jLJH发布了新的文献求助10
19秒前
高分求助中
The three stars each: the Astrolabes and related texts 1100
Sport in der Antike 800
De arte gymnastica. The art of gymnastics 600
Berns Ziesemer - Maos deutscher Topagent: Wie China die Bundesrepublik eroberte 500
Stephen R. Mackinnon - Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary (2023) 500
Sport in der Antike Hardcover – March 1, 2015 500
Psychological Warfare Operations at Lower Echelons in the Eighth Army, July 1952 – July 1953 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2428077
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2113814
关于积分的说明 5358004
捐赠科研通 1841800
什么是DOI,文献DOI怎么找? 916570
版权声明 561464
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 490219