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通过氧空位构建触发 CuCo 尖晶石氧化物中的高效氧化还原循环和电子传输,以快速降解抗生素

Chemical Engineering Journal ( IF 13.3 ) Pub Date : 2024-10-15 , DOI: 10.1016/j.cej.2024.156731
Longlong Geng, Fengting Geng, Xianghan Cheng, Man Yang, Xiaoli Wang, Yong-Zheng Zhang, Da-Shuai Zhang, Xiuling Zhang, Wenyuan Han, Shujuan Zhuang, Yuting Chen, Guangzhi Hu


设计和构建了新型富含氧空位的双金属尖晶石氧化物,以通过过氧一硫酸盐 (PMS) 辅助高级氧化过程 (PMS-AOP) 促进地表水中的难治性抗生素降解。通过将 Cu 创新性地掺杂成具有尖晶石相和多级结构的钴氧化物,实现了氧空位 (Ov) 的构建和电子结构的调控,并系统研究了抗生素降解活性和机制。在 CuCoOx-20/PMS 系统上,四环素 (TC) 在 10 分钟内实现了高达 98.85% 的降解,速率常数为 0.433 min-1,分别比钴氧化物和氧化铜高 3.3 倍和 7.5 倍。综合表征和密度泛函理论 (DFT) 计算阐明,CuCoOx-20 中的氧空位不仅可以通过增强 PMS 和 Co 位点之间的吸附和电子转移来促进 PMS 的活化,还可以加速高级氧化过程中 Co2+/Co3+ 的氧化还原循环。本研究为通过二次金属和氧空位的共掺杂来增强 PMS 对金属氧化物的活化提供了一个案例研究,这对消除难降解废水和生态环境保护具有重要意义。




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更新日期:2024-10-15
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