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Construction of highly dispersed iron active sites for efficient catalytic ozonation of bisphenol A

催化作用 化学 双酚A 激进的 介孔材料 电子顺磁共振 降级(电信) 多相催化 无机化学 光化学 有机化学 计算机科学 核磁共振 电信 物理 环氧树脂
作者
Minxian Zhang,Shiqi Huang,Wencong Liu,Jingling Yang,Zhu Mingshan,Shih‐Hsin Ho
出处
期刊:Chemosphere [Elsevier BV]
卷期号:344: 140322-140322
标识
DOI:10.1016/j.chemosphere.2023.140322
摘要

The essential factor of catalytic ozonation technology relies on an efficient and stable catalyst. The construction of highly dispersed active sites on heterogeneous catalysts is an ideal strategy to combine the merits of homogeneous and heterogeneous catalysis with high activity and stability. Herein, an iron-containing mesoporous silica material (Fe-SBA15) with sufficient iron site exposure and enhanced intrinsic activity of active sites was employed to activate ozone for bisphenol A (BPA) degradation. Approximately 100% of BPA and 36.6% of total organic carbon (TOC) removal were realized by the Fe-SBA15 catalytic ozonation strategy with a reaction constant of 0.076 min-1, well beyond the performance of FeOx/SBA15 mixture and Fe2O3. Radical quenching experiments and electron paramagnetic resonance (EPR) analysis demonstrated that the hydroxyl radicals (HO•) and superoxide radicals (O2•-) played an important role in the degradation process. The iron sites with recyclable Fe(III)/Fe(II) pairs act as both the electron donors and active sites for catalytic ozonation. The mesoporous framework of SBA15 in Fe-SBA15 stabilizes the iron sites that enhance its stability. With high catalytic performance and high reusability for catalytic ozonation of BPA, the Fe-SBA15 is expected to be a promising catalyst in catalytic ozonation for wastewater treatment.
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