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Novel Pyrolusite-Templated Biochar as an Outstanding Catalyst for Persulfate Activation: Structural Design, Synergistic Effect, and Mechanism
Industrial & Engineering Chemistry Research ( IF 3.8 ) Pub Date : 2022-01-18 , DOI: 10.1021/acs.iecr.1c04459 Wenwei Feng 1 , Yousef Faraj 2 , Yuan Yan 1 , Yaoxiao An 1 , Ruzhen Xie 1 , Bo Lai 1
Industrial & Engineering Chemistry Research ( IF 3.8 ) Pub Date : 2022-01-18 , DOI: 10.1021/acs.iecr.1c04459 Wenwei Feng 1 , Yousef Faraj 2 , Yuan Yan 1 , Yaoxiao An 1 , Ruzhen Xie 1 , Bo Lai 1
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The design of a high-efficiency and ecofriendly persulfate (PS) activator with low cost and superior performance in water decontamination still remains a big challenge. Herein, we report a facile strategy for the synthesis of novel pyrolusite-templated mesoporous catalyst (PMC), and used it as a green PS activator for the outstanding removal of bisphenol A (BPA) in water. The N2 adsorption–desorption curves and SEM-EDS images show that pyrolusite templating can successfully modulate the mesoporous structure of the catalyst; the XRD and XPS spectra indicate that pyrolusite templating renders the catalyst with enriched active sites and faster electron transfer. The mechanism studies suggest that both the radical and nonradical pathway [singlet oxygen (1O2)] contributed to BPA degradation, and 86.81% of the total organic carbon (TOC) of 100 mg/L BPA was removed using merely 0.4 g/L PMC, without detectable metal ion leaching. This work provides a new strategy for the structural design and property adjustment of an efficient persulfate catalyst for green environmental remediation.
中文翻译：
新型软锰矿模板生物炭作为过硫酸盐活化的杰出催化剂：结构设计、协同效应和机理
设计一种高效、环保的过硫酸盐（PS）活化剂，成本低，水净化性能优越，仍然是一个巨大的挑战。在此，我们报告了一种合成新型软锰矿模板介孔催化剂 (PMC) 的简便策略，并将其用作绿色 PS 活化剂，以出色地去除水中的双酚 A (BPA)。N 2吸附-脱附曲线和SEM-EDS图像表明，软锰矿模板可以成功地调节催化剂的介孔结构；XRD和XPS光谱表明，软锰矿模板使催化剂具有丰富的活性位点和更快的电子转移。机理研究表明，自由基和非自由基途径 [单线态氧 ( 1 O 2)] 有助于 BPA 降解，仅使用 0.4 g/L PMC 即可去除 100 mg/L BPA 的总有机碳 (TOC) 的 86.81%，而没有检测到金属离子浸出。该工作为绿色环境修复高效过硫酸盐催化剂的结构设计和性能调整提供了新的策略。
更新日期：2022-02-02
中文翻译：
新型软锰矿模板生物炭作为过硫酸盐活化的杰出催化剂：结构设计、协同效应和机理
设计一种高效、环保的过硫酸盐（PS）活化剂，成本低，水净化性能优越，仍然是一个巨大的挑战。在此，我们报告了一种合成新型软锰矿模板介孔催化剂 (PMC) 的简便策略，并将其用作绿色 PS 活化剂，以出色地去除水中的双酚 A (BPA)。N 2吸附-脱附曲线和SEM-EDS图像表明，软锰矿模板可以成功地调节催化剂的介孔结构；XRD和XPS光谱表明，软锰矿模板使催化剂具有丰富的活性位点和更快的电子转移。机理研究表明，自由基和非自由基途径 [单线态氧 ( 1 O 2)] 有助于 BPA 降解，仅使用 0.4 g/L PMC 即可去除 100 mg/L BPA 的总有机碳 (TOC) 的 86.81%，而没有检测到金属离子浸出。该工作为绿色环境修复高效过硫酸盐催化剂的结构设计和性能调整提供了新的策略。
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