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Enhanced peroxymonosulfate-based Fenton-like degradation performance by confined radical activation path and non-radical activation path inside yolk@shell nanoreactor

纳米反应器 降级(电信) 化学 路径(计算) 激进的 壳体(结构) 化学工程 光化学 材料科学 催化作用 复合材料 有机化学 计算机科学 电信 工程类 程序设计语言
作者
Wenqi Ding,Yanqiu Zhang,Wanting Hui,Yaodan Cao,Shouchun Ma,Maoquan Wu,Tongjie Yao,Baifu Xin,Jie Wu
出处
期刊:Journal of Alloys and Compounds [Elsevier BV]
卷期号:985: 173992-173992
标识
DOI:10.1016/j.jallcom.2024.173992
摘要

In peroxymonosulfate (PMS)-based Fenton-like reaction, there were two pathways for PMS activation: radical path on transition metal surface and non-radical path on heteroatom-doped carbon surface. In this work, CoS2/nitrogen-atom doped carbon (NC)@SiO2 yolk@shell nanoreactor was designed, on CoS2/NC surface, these two paths performed parallelly inside the nanoreactor, leading to an accelerated tetracycline degradation rate. 90.9% of removal efficiency was realized within 15 min, much higher than the reference samples, and the advantages of yolk@shell nanoreactor were illustrated in detail. Moreover, benefiting from the SiO2 shell protection, the leached cobalt ion was only 0.27 mg/L, which was 1/20 of the reference CoS2/NC without SiO2 shell. During the mechanism study, the two activation paths were identified by electron paramagnetic resonance tests, radical trapping experiments and electrochemical tests, where the SO4•- and 1O2 were responsible for tetracycline (TC) degradation. This study provided a new strategy to simultaneously accelerate radical activation path and non-radical activation path by using the yolk@shell nanoreactor, and it might inspire other high efficient catalyst design for PMS-based Fenton-like reaction.
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