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Facile synthesis of Fe3O4@MIL-100(Fe) towards enhancing photo-Fenton like degradation of levofloxacin via a synergistic effect between Fe3O4 and MIL-100(Fe)

催化作用 电子顺磁共振 复合数 猝灭(荧光) 废水 降级(电信) 激进的 金属有机骨架 化学 光化学 核化学 材料科学 化学工程 光催化 有机化学 复合材料 废物管理 荧光 核磁共振 吸附 工程类 计算机科学 物理 量子力学 电信
作者
Wenjuan He,Zuopeng Li,Shengchen Lv,Mingxin Niu,Wenfeng Zhou,Jing Li,Runhua Lu,Haixiang Gao,Canping Pan,Sanbing Zhang
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:409: 128274-128274 被引量:168
标识
DOI:10.1016/j.cej.2020.128274
摘要

The Fe3O4@MIL-100(Fe) hybrid composites are successfully synthesized via an in-situ growth method and characterized using various techniques. The ability of the magnetic metal–organic framework to promote photo-Fenton like processes is investigated using levofloxacin as a representative substrate. The results show that the composite with a Fe3O4:MIL-100(Fe) mass ratio of 1:4 has a higher degradation efficiency (up to 93.4%) than Fe3O4, MIL-100(Fe), and the other fabricated composites. This higher catalytic activity is ascribed to the synergistic effect between Fe3O4 and MIL-100(Fe), by which the quick separation of hole-electron pair from MIL-100(Fe) and the efficient reduction of Fe3+ to Fe2+ in the photo-Fenton reaction are mutually promoted. Moreover, the composite shows favorable recyclability without apparent loss of apparent photo-Fenton activity even after five cycles, and more importantly, can be recovered magnetically. The possible degradation mechanism and intermediates of levofloxacin in the photo-Fenton reaction have been tentatively proposed based on free radical quenching, electron paramagnetic resonance and mass spectrometry analysis. Finally, the developed Fe3O4@MIL-100(Fe) is successfully applied for the removal of levofloxacin from spiked wastewater with removal efficiencies ranging from 77.9 to 85.5%, which indicates that the proposed system has significant potential for wastewater treatment applications.
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