Remarkably enhanced sulfate radical-based photo-Fenton-like degradation of levofloxacin using the reduced mesoporous MnO@MnOx microspheres
Remarkably enhanced sulfate radical-based photo-Fenton-like degradation of levofloxacin using the reduced mesoporous MnO@MnOx microspheres
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使用还原介孔MnO@MnOx微球显着增强硫酸根基左氧氟沙星的类光芬顿降解
DOI：
10.1016/j.cej.2019.122340
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发表时间：
2020
影响因子：
15.1
通讯作者：
Yan Kai
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wang Anqi;Chen Zuo;Zheng Zhikeng;Xu Hong;Wang Hui;Hu Kang;Yan Kai
基于硫酸盐自由基的高级氧化工艺（SR-AOPs）是传统羟基自由基氧化工艺在水处理中去除难降解污染物的有前途的替代品。在模拟阳光照射下，以过氧单硫酸根（PMS）为氧化剂，利用介孔MnO@MnOxmicrospheres高效、快速地降解了抗生素左氧氟沙星（LEV）。值得注意的是，MnO@MnOxcatalyst在照射30 min后，对LEV的降解率达到98.1%，矿化率达到81.4%，so4自由基dot−、dotOH自由基、o2自由基dot−和o2物种在sr -光- fenton -like氧化过程中发挥了重要作用。通过对反应中间体的鉴定，推测了LEV的降解途径。在锰离子浸出可忽略不计的循环运行中，性能的恶化不明显。h2还原产物MnO@MnOxmicrosphere具有优异的催化活性和稳定性，主要归功于其介孔结构、多价态和氧空位，使得催化剂表面具有较大的比表面积、较强的紫外-可见响应、有效的电荷分离耦合和良好的mn离子自氧化还原性能。本研究为水处理中难降解污染物的有效降解提供了有益的指导。
Sulfate radical-based advanced oxidation processes (SR-AOPs) are promising alternatives to conventional hydroxyl radical-AOPs for recalcitrant contaminants elimination in water treatment. Herein, the efficient and fast degradation of antibiotic levofloxacin (LEV) using mesoporous MnO@MnOxmicrospheres was successfully achieved with peroxymonosulfate (PMS) as an oxidant under simulated sunlight irradiation. Remarkably, MnO@MnOxcatalyst achieves 98.1% degradation and 81.4% mineralization of LEV after being irradiated for 30 min, and SO4radical dot−,radical dotOH, O2radical dot−and1O2species play the imperative role in the SR-photo-Fenton-like oxidation process. Through the reaction intermediates identification, the LEV degradation pathways are speculated. The deterioration of performance is inconspicuous in the cyclic runs with negligible Mn-ions leaching. The excellent catalytic activity and stability of the H2-reduced MnO@MnOxmicrosphere are ascribed to the mesoporous structure, multivalence and oxygen vacancies, resulting in the large specific area, strong UV–vis response, effective charge separation coupling with desirable self-redox properties of Mn-ions on the catalyst surface. This study offers a useful guideline to efficiently degrade recalcitrant contaminants for water treatment.
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P. Ramacharyulu;G. K. Prasad;J. P. Kumar;K. Ganesan;B. Singh;K. Dwivedi