Biochar-Supported FeS/Fe3O4 Composite for Catalyzed Fenton-Type Degradation of Ciprofloxacin

生物炭 催化作用 化学 铁质 核化学 氧化铁 热解 X射线光电子能谱 硫化物 化学工程 有机化学 工程类
作者
Yue Wang,Xiaoxiao Zhu,Dongqing Feng,Anthony K. Hodge,Liujiang Hu,Jinhong Lü,Jianfa Li
出处
期刊:Catalysts [Multidisciplinary Digital Publishing Institute]
卷期号:9 (12): 1062-1062 被引量:39
标识
DOI:10.3390/catal9121062
摘要

The Fenton-type oxidation catalyzed by iron minerals is a cost-efficient and environment-friendly technology for the degradation of organic pollutants in water, but their catalytic activity needs to be enhanced. In this work, a novel biochar-supported composite containing both iron sulfide and iron oxide was prepared, and used for catalytic degradation of the antibiotic ciprofloxacin through Fenton-type reactions. Dispersion of FeS/Fe3O4 nanoparticles was observed with scanning electron microscopy-energy dispersive X-ray spectroscopy (SEM-EDS) and transmission electron microscopy (TEM). Formation of ferrous sulfide (FeS) and magnetite (Fe3O4) in the composite was validated by X-ray diffraction (XRD) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Ciprofloxacin (initial concentration = 20 mg/L) was completely degraded within 45 min in the system catalyzed by this biochar-supported magnetic composite at a dosage of 1.0 g/L. Hydroxyl radicals (·OH) were proved to be the major reactive species contributing to the degradation reaction. The biochar increased the production of ·OH, but decreased the consumption of H2O2, and helped transform Fe3+ into Fe2+, according to the comparison studies using the unsupported FeS/Fe3O4 as the catalyst. All the three biochars prepared by pyrolysis at different temperatures (400, 500 and 600 °C) were capable for enhancing the reactivity of the iron compound catalyst.
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