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Synergistic effect of in-situ generated hydrogen peroxide on the degradation of sulfamethoxazole (SMX) by 1T-2H phase MoS2-activated PAA
Separation and Purification Technology ( IF 8.1 ) Pub Date : 2024-11-19 , DOI: 10.1016/j.seppur.2024.130573 Xingyu Pan, Yidan Sun, Ligang Xia, Weifeng Yao, Qiang Wu, Yulin Min, Qunjie Xu, Linsen Li
Separation and Purification Technology ( IF 8.1 ) Pub Date : 2024-11-19 , DOI: 10.1016/j.seppur.2024.130573 Xingyu Pan, Yidan Sun, Ligang Xia, Weifeng Yao, Qiang Wu, Yulin Min, Qunjie Xu, Linsen Li
Activation of peracetic acid (PAA) for pollutants degradation has been a hotspot recently. In this paper, sulfamethoxazole (SMX) is selected as the target pollutant, the degradation system consists of a TiO2 photoanode loaded with 1T-2H phase MoS2 and a nitrogen-doped ZnO cathode. The octahedral coordination and metallic properties of 1T-phase molybdenum disulfide endowed 1T-2H MoS2 with enhanced catalytic performance. Meanwhile, the cathode exhibited outstanding capabilities in generating H2 O2 and facilitating its decomposition. In a weakly acidic environment, the SMX removal ratio of the 1T-2H MoS2 /N-ZnO/PAA system within 30 min is 96.8 %, which is significantly higher than that of the 1T-2H MoS2 /Pt/PAA system at 44.9 % and the 1T-2H MoS2 /N-ZnO system at 33.1 %. After OH quenching, the degradation rate of PAA was found to significantly decrease, while the degradation rate of SMX remained almost unchanged. This suggests the hydroxyl radical ( OH) preferentially reacts with PAA, leading to the formation of CH3 C(O)OO rather than attacking SMX. This co-activation accelerates the formation of CH3 C(O)OO and further promotes the degradation of SMX. Overall, this study systematically investigated the overlooked but crucial role of H2 O2 in the decomposition of PAA process, which might provide valuable insights for better understanding the underlying mechanism in catalyzed PAA processes.
中文翻译:
原位生成的过氧化氢对 1T-2H 相 MoS2 活化 PAA 降解磺胺甲噁唑 (SMX) 的协同作用
活化过氧乙酸 (PAA) 以降解污染物是最近的一个热点。本文选择磺胺甲噁唑 (SMX) 作为目标污染物,降解体系由负载 1T-2H 相 MoS2 的 TiO2 光阳极和氮掺杂的 ZnO 阴极组成。1T 相二硫化钼的八面体配位和金属性质赋予了 1T-2H MoS2 增强的催化性能。同时,阴极在产生 H2O2 和促进其分解方面表现出出色的能力。在弱酸性环境中,1T-2H MoS2/N-ZnO/PAA 体系在 30 min 内的 SMX 去除率为 96.8 %,显著高于 1T-2H MoS2/Pt/PAA 体系的 44.9 % 和 1T-2H MoS2/N-ZnO 体系的 33.1 %。OH 淬灭后,PAA 的降解速率显著降低,而 SMX 的降解速率几乎保持不变。这表明羟基自由基 (OH) 优先与 PAA 反应,导致形成 CH3C(O)OO 而不是攻击 SMX。这种共激活加速了 CH3C(O)OO 的形成,并进一步促进了 SMX 的降解。总体而言,本研究系统地研究了 H 2 O 2 在 PAA 过程分解中被忽视但关键的作用,这可能为更好地理解催化 PAA 过程的潜在机制提供有价值的见解。
更新日期:2024-11-19
中文翻译:
原位生成的过氧化氢对 1T-2H 相 MoS2 活化 PAA 降解磺胺甲噁唑 (SMX) 的协同作用
活化过氧乙酸 (PAA) 以降解污染物是最近的一个热点。本文选择磺胺甲噁唑 (SMX) 作为目标污染物,降解体系由负载 1T-2H 相 MoS2 的 TiO2 光阳极和氮掺杂的 ZnO 阴极组成。1T 相二硫化钼的八面体配位和金属性质赋予了 1T-2H MoS2 增强的催化性能。同时,阴极在产生 H2O2 和促进其分解方面表现出出色的能力。在弱酸性环境中,1T-2H MoS2/N-ZnO/PAA 体系在 30 min 内的 SMX 去除率为 96.8 %,显著高于 1T-2H MoS2/Pt/PAA 体系的 44.9 % 和 1T-2H MoS2/N-ZnO 体系的 33.1 %。OH 淬灭后,PAA 的降解速率显著降低,而 SMX 的降解速率几乎保持不变。这表明羟基自由基 (OH) 优先与 PAA 反应,导致形成 CH3C(O)OO 而不是攻击 SMX。这种共激活加速了 CH3C(O)OO 的形成,并进一步促进了 SMX 的降解。总体而言,本研究系统地研究了 H 2 O 2 在 PAA 过程分解中被忽视但关键的作用,这可能为更好地理解催化 PAA 过程的潜在机制提供有价值的见解。