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Erschienen in: Rare Metals 6/2024

13.03.2024 | Original Article

Photocatalytic in situ H2O2 production and activation for enhanced ciprofloxacin degradation over CeO2-Co3O4/g-C3N4: key role of CeO2

verfasst von: Hong-Jie Zhu, Yi-Kai Yang, Ming-Hui Li, Lu-Ning Zou, Hai-Tao Zhao

Erschienen in: Rare Metals | Ausgabe 6/2024

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Abstract

The abused ciprofloxacin antibiotics have caused significant environmental damage. Although oxidative degradation of ciprofloxacin exhibits promising efficacy, it often entails excessive energy consumption. Hence, it is necessary to explore an effective and ecologically sustainable degradation strategy. Herein, we demonstrated that g-C3N4 decorated with the coordinated CeO2 and Co3O4 (CeO2-Co3O4/CN) exhibited effective ciprofloxacin photodegradation via in situ H2O2 production and activation mechanism. Results indicate that the introduced CeO2 enhances the transference of photogenerated electrons to O2 by adjusting the oxygen vacancy of photocatalyst, thereby increasing the generation of superoxide radicals, which in turn generate H2O2, resulting in a 22.4-fold increase in H2O2 generation over g-C3N4. Moreover, the in situ H2O2 generation facilitated by CeO2 is confirmed to be essential for ciprofloxacin degradation via CeO2-Co3O4/CN, as it provides enough oxidant for Co3O4 to activate into hydroxyl radicals for the pollutants degradation. Ultimately, CeO2-Co3O4/CN achieves a ciprofloxacin degradation ratio of 97.7% within 80 min. This study introduces a novel approach that combines H2O2 generation and activation, offering an innovative perspective for achieving clean and efficient purification of antibiotic-contaminated water.

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Literatur
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[13]
Zurück zum Zitat Feng C, Tang L, Deng Y, Wang J, Liu Y, Ouyang X, Yang H, Yu J, Wang J. A novel sulfur-assisted annealing method of g-C3N4 nanosheet compensates for the loss of light absorption with further promoted charge transfer for photocatalytic production of H2 and H2O2. Appl Catal B. 2021;281:119539. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2020.119539.CrossRef Feng C, Tang L, Deng Y, Wang J, Liu Y, Ouyang X, Yang H, Yu J, Wang J. A novel sulfur-assisted annealing method of g-C3N4 nanosheet compensates for the loss of light absorption with further promoted charge transfer for photocatalytic production of H2 and H2O2. Appl Catal B. 2021;281:119539. https://​doi.​org/​10.​1016/​j.​apcatb.​2020.​119539.CrossRef
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Metadaten
Titel
Photocatalytic in situ H2O2 production and activation for enhanced ciprofloxacin degradation over CeO2-Co3O4/g-C3N4: key role of CeO2
verfasst von
Hong-Jie Zhu
Yi-Kai Yang
Ming-Hui Li
Lu-Ning Zou
Hai-Tao Zhao
Publikationsdatum
13.03.2024
Verlag
Nonferrous Metals Society of China
Erschienen in
Rare Metals / Ausgabe 6/2024
Print ISSN: 1001-0521
Elektronische ISSN: 1867-7185
DOI
https://doi.org/10.1007/s12598-023-02583-8

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