Visible-light-driven removal of atrazine by durable hollow core-shell TiO2@LaFeO3 heterojunction coupling with peroxymonosulfate via enhanced electron-transfer
Visible-light-driven removal of atrazine by durable hollow core-shell TiO2@LaFeO3 heterojunction coupling with peroxymonosulfate via enhanced electron-transfer
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耐用的空心核壳TiO2@LaFeO3异质结通过增强电子转移与过一硫酸盐耦合可见光驱动去除莠去津
DOI：
10.1016/j.apcatb.2021.120889
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发表时间：
2021-11
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Bo Lai
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kexin Wei;Andac Armutlulu;Yinxu Wang;Gang Yao;Ruzhen Xie;Bo Lai
载流子分离不充分和循环性能恶化仍然是限制光催化水净化实用化的瓶颈。本文采用碳球模板法和溶胶-凝胶法制备了一种耐用的空心核壳结构TiO2@LaFeO3（TLFO）纳米球，并将其作为异质结光催化剂与过一硫酸盐（PMS）偶联，通过增强电子转移实现了对阿特拉津（ATZ）的高效去除。TiO 2和LaFeO 3之间的三维异质结产生的内建电场作为电荷转移驱动力，提高了电荷分离速率。同时，PMS可以充当电子受体以促进光生电荷分离并最大化反应性氧化剂物质（例如，OH、SO 4·−、O2·−和1 O2）产生。因此，所制造的TLFO异质结表现出突出的可重复使用性，以及上级ATZ去除效率，而没有可检测的金属离子浸出。该工作成功地展示了TLFO异质结的协同效应和优越的上级中空结构，其具有促进的光利用率和PMS活化，这为利用太阳能有效减轻环境污染提供了潜在的应用。
Insufficient charge-carriers separation and deteriorated recycling are still bottlenecks limiting practical photocatalytic water purification. Herein, we developed a durable hollow core-shell TiO2@LaFeO3(TLFO) nanosphere via facile carbon-sphere-templated method and sol-gel process, and applied it as heterojunction photocatalyst coupled with peroxymonosulfate (PMS) for efficient atrazine (ATZ) removal via enhanced electron-transfer. The built-in electric field originated from the three-dimensional heterojunction between TiO2and LaFeO3, acting as charge transfer driving force, enhanced the charge separation rate. Meanwhile, PMS could function as electron acceptor to boost photogenerated charge separation and maximize reactive oxidant species (e.g.,•OH, SO4•−, O2•−and1O2) production. Therefore, the fabricated TLFO heterojunction exhibited outstanding reusability, and superior ATZ removal efficiency without detectable metal ion leaching. This work successfully demonstrates the synergistic effect and superior hollow structure of TLFO heterojunction with promoted light utilization and PMS activation, which offers potential application for efficient abating environmental pollution using solar energy.
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