A charcoal-shaped catalyst NiFe2O4/Fe2O3 in electro-Fenton (EF) was synthesized by a facile precipitation approach via sintering products of oxalate co-precipitation. This obtained NiFe2O4/Fe2O3 catalyst was easily separated via an external magnetic field and was used as a heterogeneous electro-Fenton catalyst for rhodamine B (RhB, a target pollutant) degradation. Characteristics of NiFe2O4/Fe2O3 catalyst were assessed using scanning electron microscope (SEM), X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and Barrett-Emmett-Teller (BET), respectively. SEM results revealed that the proposed NiFe2O4/Fe2O3 was charcoal-shaped with the size in the range of 0.5-5 μm. Experiment results show that the EF process with the proposed catalyst could work in a wide pH range from 3 to 9. Under optimized conditions, estimated 90% RhB degradation was achieved in 60 min under the following conditions: 0.6 g/L NiFe2O4/Fe2O3, pH 3. Radical scavengers and electron spin resonance (ESR) spectra results demonstrated that the main oxidant species involved was ·OH, accounting for RhB degradation in EF. Moreover, according to our research on interfacial reaction, ·OH was mainly generated from the homogenous Fenton reaction rather than the surface Fenton reaction, stimulating by the dissolved Fe2+, Fe3+ and Ni2+ from catalyst. The reusability of NiFe2O4/Fe2O3 catalyst was evaluated for recycling the same catalyst for 5 runs. In conclusion, the facile fabrication NiFe2O4/Fe2O3 catalyst shows great potential in wastewater treatment with promising activity.

中文翻译：

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电芬顿中炭状催化剂NiFe2O4/Fe2O3：高活性、宽pH范围和催化机理

电芬顿 (EF) 中的炭形催化剂 NiFe2O4/Fe2O3 是通过草酸盐共沉淀的烧结产物通过简便的沉淀方法合成的。这种获得的 NiFe2O4/Fe2O3 催化剂很容易通过外部磁场分离，并用作罗丹明 B（RhB，目标污染物）降解的非均相电芬顿催化剂。NiFe2O4/Fe2O3 催化剂的特性分别使用扫描电子显微镜 (SEM)、X 射线衍射 (XRD)、X 射线光电子能谱 (XPS) 和 Barrett-Emmett-Teller (BET) 进行评估。SEM 结果表明，所提出的 NiFe2O4/Fe2O3 为炭状，尺寸范围为 0.5-5 μm。实验结果表明，使用所提出的催化剂的 EF 工艺可以在 3 到 9 的宽 pH 范围内工作。在优化条件下，在以下条件下，估计在 60 分钟内实现了 90% 的 RhB 降解：0.6 g/L NiFe2O4/Fe2O3，pH 3。自由基清除剂和电子自旋共振 (ESR) 光谱结果表明，所涉及的主要氧化剂种类是·OH，占EF 中的 RhB 降解。此外，根据我们对界面反应的研究，·OH主要由均相Fenton反应产生，而不是表面Fenton反应，受催化剂溶解的Fe2+、Fe3+和Ni2+刺激。对 NiFe2O4/Fe2O3 催化剂的可重复使用性进行了评估，将相同的催化剂循环使用 5 次。总之，易于制造的 NiFe2O4/Fe2O3 催化剂在废水处理中显示出巨大的潜力，具有良好的活性。自由基清除剂和电子自旋共振 (ESR) 光谱结果表明，涉及的主要氧化剂种类是·OH，这是 EF 中 RhB 降解的原因。此外，根据我们对界面反应的研究，·OH主要由均相Fenton反应产生，而不是表面Fenton反应，受催化剂溶解的Fe2+、Fe3+和Ni2+刺激。对 NiFe2O4/Fe2O3 催化剂的重复使用性进行了评估，将相同的催化剂循环使用 5 次。总之，易于制造的 NiFe2O4/Fe2O3 催化剂在废水处理中显示出巨大的潜力，具有良好的活性。自由基清除剂和电子自旋共振 (ESR) 光谱结果表明，涉及的主要氧化剂种类是·OH，这是 EF 中 RhB 降解的原因。此外，根据我们对界面反应的研究，·OH主要由均相Fenton反应产生，而不是表面Fenton反应，受催化剂溶解的Fe2+、Fe3+和Ni2+刺激。对 NiFe2O4/Fe2O3 催化剂的重复使用性进行了评估，将相同的催化剂循环使用 5 次。总之，易于制造的 NiFe2O4/Fe2O3 催化剂在废水处理中显示出巨大的潜力，具有良好的活性。·OH主要来自均相Fenton反应而非表面Fenton反应，受催化剂溶解的Fe2+、Fe3+和Ni2+刺激。对 NiFe2O4/Fe2O3 催化剂的重复使用性进行了评估，将相同的催化剂循环使用 5 次。总之，易于制造的 NiFe2O4/Fe2O3 催化剂在废水处理中显示出巨大的潜力，具有良好的活性。·OH主要来自均相Fenton反应而非表面Fenton反应，受催化剂溶解的Fe2+、Fe3+和Ni2+刺激。对 NiFe2O4/Fe2O3 催化剂的重复使用性进行了评估，将相同的催化剂循环使用 5 次。总之，易于制造的 NiFe2O4/Fe2O3 催化剂在废水处理中显示出巨大的潜力，具有良好的活性。