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29.11.2019 | Ausgabe 2/2020

Journal of Materials Science: Materials in Electronics 2/2020

Physicochemical properties of La3+-doped TiO2 monolith prepared by sol–gel approach: application to adsorption and solar photodegradation of ibuprofen

Zeitschrift:
Journal of Materials Science: Materials in Electronics > Ausgabe 2/2020
Autoren:
Abderraouf Jraba, Zohra Anna, Elimame Elaloui
Wichtige Hinweise

Electronic supplementary material

The online version of this article (https://​doi.​org/​10.​1007/​s10854-019-02619-9) contains supplementary material, which is available to authorized users.

Publisher's Note

Springer Nature remains neutral with regard to jurisdictional claims in published maps and institutional affiliations.

Abstract

This study investigated the adsorption and photocatalytic performance of La3+-doped titanium dioxide for the removal of drug contaminants from wastewater using ibuprofen salt as contaminant model. La3+-doped TiO2 transparent monolith was synthesized by classic sol–gel method. Transparent materials crystallized under anatase form with great thermal stability. Doping of TiO2 using La3+ cations increases the specific surface area. Diffuse reflectance spectroscopy characterization of the prepared photocatalysts indicated that La3+ doping shifts the absorbance spectra of photocatalysts to the visible range. Adsorption modeling indicated that ibuprofen adsorption follows the Langmuir model. Dubinin–Radushkevich model confirms that adsorption of IBPF drug on La3+-doped TiO2 was physic-sorption phenomena. Solar light photocatalytic oxidation of IBPF using x% La3+–TiO2 catalysts follows the pseudo-first-order kinetic model. The photocatalytic degradation rate increased with the La3+ amount in TiO2 catalysts, which was attributed to the enhanced visible light absorption capacity. The recyclability of catalysts shows that 1 and 2% La–TiO2 have a good response after ten photodegradation cycles.

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