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MOFs-based 0D-2D-3D nanoarchitectonics as catalytic converters for peroxymonosulfate activation
Chemical Engineering Journal ( IF 13.3 ) Pub Date : 2024-11-19 , DOI: 10.1016/j.cej.2024.157809 Rongfu Peng, Taiyang Cao, Minghui Wang, Chaohai Wang, Yingyi Li, Xinfeng Zhu, Shangru Zhai
Chemical Engineering Journal ( IF 13.3 ) Pub Date : 2024-11-19 , DOI: 10.1016/j.cej.2024.157809 Rongfu Peng, Taiyang Cao, Minghui Wang, Chaohai Wang, Yingyi Li, Xinfeng Zhu, Shangru Zhai
Peroxymonosulfate-based advanced oxidation processes (PMS-AOPs) are promising trend for degrading of toxic organic pollutants. In this work, the novel 0D-2D-3D nanoarchitectonics (sandwich structure) are fabricated as advanced catalysts for PMS-AOPs. The distinctive sandwich structure of ZIF-67-AG-CA allows for the complete exposure of the active sites of ZIF-67, which can effectively activate PMS to generate both radical and non-radical species for the degradation of organic pollutants. Furthermore, the nano-reactive sites are distributed uniformly in layers, which provides additional PMS adsorption sites and enhances the efficiency of the catalytic reaction. Consequently, ZIF-67-AG-CA was observed to exhibit an excellent performance in the removal of organic pollutants by activating PMS, achieving a 99% degradation of 4-NP in 60 min and demonstrating good cycling stability through cycling experiments. Furthermore, quenching experiments and EPR demonstrated that SO4 2− and O2 − radicals were involved in a synergistic manner in the catalytic reaction process with 1 O2 non-radicals during the catalytic process.
中文翻译:
基于 MOF 的 0D-2D-3D 纳米结构学作为过氧一硫酸盐活化的催化转化器
基于过氧一硫酸盐的高级氧化过程 (PMS-AOPs) 是降解有毒有机污染物的有前途的趋势。在这项工作中,制造了新颖的 0D-2D-3D 纳米结构学 (三明治结构) 作为 PMS-AOPs 的先进催化剂。ZIF-67-AG-CA 独特的夹心结构允许 ZIF-67 的活性位点完全暴露,从而可以有效激活 PMS 产生自由基和非自由基物种,用于降解有机污染物。此外,纳米反应位点均匀分布在层中,这提供了额外的 PMS 吸附位点并提高了催化反应的效率。因此,观察到 ZIF-67-AG-CA 通过激活 PMS 去除有机污染物表现出优异的性能,在 60 分钟内实现 4-NP 的 99% 降解,并通过循环实验表现出良好的循环稳定性。此外,淬灭实验和 EPR 表明,SO42 - 和 O 2 - 自由基在催化反应过程中与 1O2 非自由基协同参与。
更新日期:2024-11-19
中文翻译:
基于 MOF 的 0D-2D-3D 纳米结构学作为过氧一硫酸盐活化的催化转化器
基于过氧一硫酸盐的高级氧化过程 (PMS-AOPs) 是降解有毒有机污染物的有前途的趋势。在这项工作中,制造了新颖的 0D-2D-3D 纳米结构学 (三明治结构) 作为 PMS-AOPs 的先进催化剂。ZIF-67-AG-CA 独特的夹心结构允许 ZIF-67 的活性位点完全暴露,从而可以有效激活 PMS 产生自由基和非自由基物种,用于降解有机污染物。此外,纳米反应位点均匀分布在层中,这提供了额外的 PMS 吸附位点并提高了催化反应的效率。因此,观察到 ZIF-67-AG-CA 通过激活 PMS 去除有机污染物表现出优异的性能,在 60 分钟内实现 4-NP 的 99% 降解,并通过循环实验表现出良好的循环稳定性。此外,淬灭实验和 EPR 表明,SO42 - 和 O 2 - 自由基在催化反应过程中与 1O2 非自由基协同参与。