Photochemical oxidation based on semiconducting metal oxides is an efficient strategy to remove environmental pollutants in water, air and soil. The fine manipulation of photo-carriers separation, surface chemistry and radical speciation is of considerable interest for environmental remediation. In this work, the morphology- and structure-tailored TiO2 single crystals with epitaxial {101}/{001} facet junction were designed, prepared and tested for photochemical pollutant oxidation in the presence of organic arsenicals, the main component in swine wastewater from livestock industry, although they have been forbidden for several years. The facet junction-tailored TiO2 deserved an efficient photo-carriers separation with high quantum efficiency. The photochemical oxidation of 4-chlorophenol (4-CP), phenol and bisphenol A (BPA) was substantially improved by roxarsone (ROX). ROX-enhanced photochemical activity of TiO2 was mainly attributed to the in-situ arsenic-terminated surface chemistry by Ti-OAsVO3/-OAsIIIO2. This surface played governing roles in water/TiO2 interactions, and changed water adsorption from dissociative to molecular configuration. Furthermore, ·OH was finely regulated from low-activity surface-bound to high-activity bulk-free speciation between as-generated photo-holes with free water molecules. Our findings provided a new chance to refine the TiO2-based photochemical oxidation, and a modifying technology to treat swine wastewater from livestock industry with much reduced secondary pollution.

中文翻译：

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有机砷促进了在小面结设计的TiO2上的光化学污染物降解：砷终止的表面化学和大量自由基的形态形成的主要作用。

基于半导体金属氧化物的光化学氧化是去除水，空气和土壤中环境污染物的有效策略。光电载体分离，表面化学和自由基形成的精细操作对于环境修复具有重大意义。在这项工作中，设计并制备了具有外延{101} / {001}小平面结的形态和结构适合的TiO2单晶，并在有机砷存在下对光化学污染物的氧化进行了测试，有机砷是家畜猪废水中的主要成分工业，尽管它们已经被禁止了几年。刻面结定制的TiO2应该具有高量子效率的有效光载流子分离。4-氯苯酚（4-CP）的光化学氧化 苯酚和双酚A（BPA）被roxarsone（ROX）大大改善了。TiO2的ROX增强的光化学活性主要归因于Ti-OAsVO3 / -OAsIIIO2的原位砷封端的表面化学。该表面在水/ TiO 2相互作用中起主导作用，并将水的吸附作用从离解构型变为分子构型。此外，·OH可以从表面活性的低活性到游离水分子生成的光孔之间的高活性无体积形态进行精细调节。我们的发现为改进基于TiO2的光化学氧化提供了新的机会，并且为处理畜牧业的猪废水提供了改进的技术，并大大减少了二次污染。TiO2的ROX增强的光化学活性主要归因于Ti-OAsVO3 / -OAsIIIO2的原位砷封端的表面化学。该表面在水/ TiO 2相互作用中起主导作用，并将水的吸附作用从离解构型变为分子构型。此外，·OH可以从表面活性的低活性到游离水分子生成的光孔之间的高活性无体积形态进行精细调节。我们的发现为改进基于TiO2的光化学氧化提供了新的机会，并且为处理畜牧业的猪废水提供了改进的技术，并大大减少了二次污染。TiO2的ROX增强的光化学活性主要归因于Ti-OAsVO3 / -OAsIIIO2的原位砷封端的表面化学。该表面在水/ TiO 2相互作用中起主导作用，并将水的吸附作用从离解构型变为分子构型。此外，·OH可以从表面活性的低活性到游离水分子生成的光孔之间的高活性无体积形态进行精细调节。我们的发现为改进基于TiO2的光化学氧化提供了新的机会，并且为处理畜牧业的猪废水提供了改进的技术，并大大减少了二次污染。·OH可以从低活性的表面结合态到高活性的无水物种之间的自由光形成之间的精细调节。我们的发现为改进基于TiO2的光化学氧化提供了新的机会，并且为处理畜牧业的猪废水提供了改进的技术，并大大减少了二次污染。·OH可以从低活性的表面结合态到高活性的无水物种之间的自由光形态之间进行精细调节。我们的发现为改进基于TiO2的光化学氧化提供了新的机会，并且为处理畜牧业的猪废水提供了改进的技术，并大大减少了二次污染。