川大Appl. Catal. B.:TLFO与PMS耦合利用增强电子转移在可见光驱动下降解农药

川大Appl. Catal. B.:TLFO与PMS耦合利用增强电子转移在可见光驱动下降解农药电荷-载体分离不足和循环利用恶化仍然是限制实际光催化水净化的瓶颈。
基于此,四川大学赖波教授和Ruzhen Xie(共同通讯作者)等人报道了一种通过简单的碳球模板法和溶胶-凝胶工艺开发的耐用的空心核壳TiO2@LaFeO3(TLFO)纳米球,并将其作为异质结光催化剂与过单硫酸盐(PMS)耦合,在可见光照射下利用增强电子转移高效去除阿特拉津(ATZ,一种典型农药污染物)。
川大Appl. Catal. B.:TLFO与PMS耦合利用增强电子转移在可见光驱动下降解农药
研究发现,稳定的TiO2和可见光敏感的LaFeO3之间的三维(3D)异质结的内置电场作为电荷转移驱动力,提高了电荷分离速率,进而可以有效地提高光活性,而不会导致金属浸出和劣化。通过光致发光(PL)光谱、瞬态光电流(i-t)、电化学阻抗谱(EIS)和莫特-肖特基(MS)分析评估了TLFO中光生载流子的增强分离和转移能力。同时,还研究了光催化剂的结构和光催化性能。
此外,作者还详细讨论了PMS辅助TLFO异质结光催化去除ATZ的改进电子转移机理。PMS可以作为电子受体,促进光生电荷分离,最大限度地提高活性氧化剂种类(如•OH、SO4•−, O2•−1O2)的产生。
川大Appl. Catal. B.:TLFO与PMS耦合利用增强电子转移在可见光驱动下降解农药
最后,通过使用液相色谱/质谱(LC/MS)鉴定中间体和产物,探索可能的ATZ去除途径。所制备的TLFO异质结具有优异的可重复使用性,并且在没有可检测到的金属离子浸出的情况下具有优异的ATZ去除效率。
该工作成功地证明了TLFO异质结的协同效应和优越的空心结构,促进了光利用和PMS活化,为利用太阳能有效减少环境污染提供了潜在的应用。
川大Appl. Catal. B.:TLFO与PMS耦合利用增强电子转移在可见光驱动下降解农药
Visible-light-driven removal of atrazine by durable hollow core-shell TiO2@LaFeO3 heterojunction coupling with peroxymonosulfate via enhanced electron-transfer. Appl. Catal. B Environ., 2021, DOI: 10.1016/j.apcatb.2021.120889.
https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2021.120889.

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