Construction of in-situ carbon-doped TiO2 decorated Fe3O4 heterojunction and their enhanced photocatalytic oxidation of As(III) under visible light

光催化 异质结 原位 可见光谱 兴奋剂 材料科学 碳纤维 化学工程 光化学 纳米技术 催化作用 化学 光电子学 复合数 复合材料 有机化学 工程类
作者
Ming Xiao,Ruixue Li,Xinyu Hu,Wenke Zhu,Zhuo Yu,Hongbo Xiao,Wenlei Wang,Ting Yang
出处
期刊:Separation and Purification Technology [Elsevier]
卷期号:300: 121836-121836 被引量:17
标识
DOI:10.1016/j.seppur.2022.121836
摘要

• In-situ carbon doping can reduce the band-gap of TiO 2 to 2.41 eV, realizing excitation under visible light. • The constructed Ti–O–Fe and C–O–Ti interfacial chemical bonds can efficiently enhance the carriers separation and photocatalytic rate. • The stable magnetism of photocatalyst is beneficial to recovery and avoid secondary water pollution. This paper is focused on the functional photocatalyst of in-situ carbon-doped TiO 2 decorated Fe 3 O 4 heterojunctions (C/TiO 2 @Fe 3 O 4 ) for the efficient photocatalytic oxidation of As(III). Series of characterizations show that the photocatalytic activity of TiO 2 changes from a single UV wavelength to visible light excitation when carbon atoms are successfully doped in the TiO 2 lattice, expanding the utilization rate of light energy. DFT calculation further confirmed that the C–O–Ti bonds can diminish the theoretical band-gap of TiO 2 . Furthermore, the successful construction of C–O–Ti and Ti–O–Fe interface bonds provide pathways for fast electron transfermation, which can effectively prompt the separation of photo-generated carriers and enhance the photocatalytic oxidation efficiency of As(III). The application results showed that the synthesized C/TiO 2 @Fe 3 O 4 photocatalyst by introducing Fe 3 O 4 with a mass fraction of 1% can complete the transformation of As(III) (10,000 μg/L, 40 mL) to As(Ⅴ) within 12 min under visible light irradiation. In addition, C/TiO 2 @Fe 3 O 4 exhibits excellent reusability, which remains 100% photooxidation efficiency of As(III) without changing crystal structure after 6 cycles and can also be recovered completely with magnet. The remarkable photocatalytic oxidation performances of C/TiO 2 @Fe 3 O 4 can be ascribed to the synergistic effects of OH, O 2 − and h + in the photocatalytic oxidation process and the constructed C–O–Ti and Ti–O–Fe interface bonds.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
1秒前
称心寒松发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
搜集达人应助silvia-z采纳,获得10
1秒前
dd完成签到,获得积分10
1秒前
zn发布了新的文献求助30
1秒前
yhx发布了新的文献求助10
2秒前
无花果应助Akari采纳,获得10
2秒前
Pt完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
3秒前
3秒前
3秒前
小马甲应助koi采纳,获得10
4秒前
星辰大海应助泪流不止采纳,获得10
5秒前
是是是完成签到,获得积分10
6秒前
baymin发布了新的文献求助10
6秒前
可爱紫文完成签到 ,获得积分10
6秒前
活力迎天发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
able完成签到,获得积分10
7秒前
yj91发布了新的文献求助10
8秒前
momo完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
8秒前
10秒前
DG完成签到,获得积分10
11秒前
SharonDu完成签到 ,获得积分10
11秒前
称心寒松完成签到,获得积分10
12秒前
zxz发布了新的文献求助200
12秒前
泪流不止发布了新的文献求助10
12秒前
jj完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
13秒前
酷炫甜瓜完成签到,获得积分10
13秒前
活力迎天完成签到,获得积分10
13秒前
wzg666完成签到,获得积分10
13秒前
Hello应助dicryn2采纳,获得10
14秒前
14秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
量子光学理论与实验技术 1000
The Social Work Ethics Casebook: Cases and Commentary (revised 2nd ed.). Frederic G. Reamer 800
Beyond the sentence : discourse and sentential form / edited by Jessica R. Wirth 600
Holistic Discourse Analysis 600
Vertébrés continentaux du Crétacé supérieur de Provence (Sud-Est de la France) 600
Vertebrate Palaeontology, 5th Edition 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5328122
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4467949
关于积分的说明 13903302
捐赠科研通 4360772
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2395284
邀请新用户注册赠送积分活动 1388842
关于科研通互助平台的介绍 1359656