Three-dimensional N-doped carbon electrodes activate peroxymonosulfate for tetracycline degradation

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出版日 2023-11-22
DOI 10.1039/D3NJ04311H
インパクトファクター 3.591
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要旨

Transition metal-based materials have been widely used as catalysts in both electrochemical oxidation (E) and peroxomonosulfate (PMS) processes to degrade pollutants in water. However, agglomeration of catalyst particles and leaching of metal ions hinder their practical application in pollutant decomposition. In this study, a novel N-doped carbon material (CPANI/CF) was prepared as a three-dimensional electrode by using low-cost synthesised polyaniline-loaded carbon felt as a precursor to improve the electrochemical oxidation capability and capacity to activate PMS in the electrochemical oxidation process. The constructed three-dimensional electrocatalytic system (E–PMS–CPANI/CF) achieved 90.59% TC degradation within 40 min, and the system still removed more than 80% of TC after repeating the experiment for five cycles. We investigated how different experimental conditions (such as the carbonation temperature of CPANI/CF electrode, voltage, PMS dosage and initial pH) affect the degradation of TC. Through quenching experiments, chemical probe experiments and electron spin resonance (ESR) analyses, we discovered that the 3D electrocatalytic system produced single-linear oxygen (1O2), hydroxyl radical (˙OH) and sulphate radical (SO4˙−), which could effectively degrade the pollutants. The results of this study provide a useful strategy for efficient and cost-effective wastewater treatment.

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New Journal of Chemistry

New Journal of Chemistry
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年間論文数: 2153

NJC (New Journal of Chemistry) is a broad-based primary journal encompassing all branches of chemistry and its sub-disciplines. It contains full research articles, communications, perspectives and focus articles. This well-established journal, owned by the Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) of France, has been co-published with the Royal Society of Chemistry since January 1998. NJC is the forum for the publication of high-quality, original and significant work that opens new directions in chemistry or other scientific disciplines. In addition to having a significant chemical component, work published in NJC must demonstrate that it will have an impact on areas of research other than that of the reported work.

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