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磁性可回收Fe3O4-CuS@SiO2催化剂在可见光下协同吸附和光降解废水中的甲基橙
Environmental Technology & Innovation ( IF 6.7 ) Pub Date : 2024-01-17 , DOI: 10.1016/j.eti.2024.103545 Fatemeh Sadegh , Worawit Wongniramaikul , Ronbanchob Apiratikul , Aree Choodum
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更新日期:2024-01-17
Environmental Technology & Innovation ( IF 6.7 ) Pub Date : 2024-01-17 , DOI: 10.1016/j.eti.2024.103545 Fatemeh Sadegh , Worawit Wongniramaikul , Ronbanchob Apiratikul , Aree Choodum
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通过多步组装技术合成的Fe 3 O 4 –CuS@SiO 2光催化剂在可见光照射下可有效降解水溶液中的甲基橙(MO)染料。溶剂热过程产生 Fe 3 O 4 –CuS 纳米花,Fe 3 O 4纳米颗粒最初在 CuS 表面形成。随后,利用溶胶-凝胶技术将SiO 2壳涂覆到Fe 3 O 4 –CuS上,合成了Fe 3 O 4 –CuS@SiO 2光催化剂。在20分钟内,所制备的光催化剂表现出显着的MO降解效率为94±0.07%,吸附容量为81.30 mg g -1。这种功效归因于光催化和吸附之间的协同效应。催化剂在室温下的超顺磁行为有利于其高吸附剂回收率。考虑到各种参数对吸附能力的影响,讨论了所提出的 MO 降解机制。Langmuir 等温线模型(R 2 = 0.9949)和使用伪二级动力学的出色拟合(R 2 = 0.9949)表征了染料吸附数据。热力学评估表明,吸附过程是吸热且自发的(ΔH° = 110.0 kJ mol −1,ΔG° = -3.03 至 -14.80 kJ mol -1,ΔS° = 392.27 J mol -1 K -1) 。值得注意的是,Fe 3 O 4 –CuS@SiO 2在MO降解的五个吸附-解吸循环后保持了78% ± 0.20%的降解效率,证明了其卓越的可重复使用性。这些发现强调了Fe 3 O 4 –CuS@SiO 2光催化剂卓越的环境修复潜力。

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