Efficient degradation of antibiotics by heterojunction photocatalysts driving peroxydisulfate activation under visible light irradiation

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作者
Qi Yang,Chang‐Wei Bai,Yi-Jiao Sun,Yujie Liu,Kejun Hou,Fei Chen
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:473: 145221-145221 被引量:21
标识
DOI:10.1016/j.cej.2023.145221
摘要

Heterogeneous iron materials show potential for activating peroxydisulfate (PDS). However, these systems may be constrained by low efficiency and secondary pollution. The visible-light-assisted activation has been demonstrated as a feasible and effective approach to enhance PDS activation by iron-based materials. In this study, a visible-light-responsive Bi2WO6/Fe2O3 heterojunction photocatalyst was synthesized to improve the ability of Fe2O3 for PDS activation through an effective Fe(III)/Fe(II) cycle. Rapid tetracycline (TC, a common antibiotic) removal (91.7% within 60 min at a concentration of 20 mg·L-1) was achieved in the constructed Bi2WO6/Fe2O3/PDS/vis system under conditions of 0.3 g·L-1 PDS and 0.3 g·L-1 catalyst. The corresponding pseudo-first-order rate constant reached 4.16 × 10-2 min-1, which was 8.42 and 16.38 times higher than those of Bi2WO6/Fe2O3/vis and Bi2WO6/Fe2O3/PDS systems, respectively. Moreover, the Bi2WO6/Fe2O3 exhibited favorable stability and reusability even after five cycles. Lastly, a catalytic mechanism for TC removal and PDS activation was proposed based on quenching experiments and electron spin resonance (ESR) tests. The SO4•- and •OH played a major role in TC removal, while •O2– and 1O2 contributed as auxiliary factors. This study presents a promising strategy for activating PDS using cost-effective and stable Fe(III)-based heterojunctions, and such an idea can be used to design catalysts for other high-value reactions.
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