Photocatalytic degradation of recalcitrant micropollutants by reusable Fe 3 O 4 /SiO 2 /TiO 2 particles

Teixeira, Sara; Mora, H.; Blasse, Lisa-Marie; Martins, Pedro M.; Carabineiro, Sónia A.C.; Lanceros-Méndez, S.; Kühn, Klaus; Cuniberti, Gianaurelio

doi:10.1016/j.jphotochem.2017.05.024

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“…Esse resultado confirma a funcionalização da superfície das nanopartículas com o grupo sílica. Outro indicativo mostrado nos dados de infravermelho está relacionado com o deslocamento de 17 cm -1 da banda relacionada à ligação Fe-O, que deve estar relacionada com a interação da sílica Fe-O-Si-O [9]. Os grupos -OH da superfície da magnetita foram utilizados para a ligação química ente a magnetita e a sílica.…”

Section: Resultsunclassified

“…As TEM (Fig. 2-a e 2-b) apresentam tamanho médio das nanopartículas em torno 12 ± 3 nm e 20 ± 5 nm, como verificado pelos histogramas da figura 3 9 .…”

Section: Fe 3 Ounclassified

“…Além disso, a casca inorgânica auxilia na melhoria da estabilidade coloidal minimizando a energia superficial das nanopartículas magnéticas. A introdução do grupo sílica torna a magnetita multifuncional, podendo atuar na adsorção de corantes e íons metálicos, além disso, a adição da sílica pode alterar o band gap da magnetita e sendo assim melhorar as propriedades ópticas do material [7,8] podendo atuar como um fotodegradador [9] de corantes e compostos orgânicos como os fármacos. Além de todas as propriedades supracitadas, a vantagem do uso das nanopartículas magnéticas está relacionada à sua fácil remoção dos meios reacionais com o auxílio de um campo magnético externo.…”

Section: Figuraunclassified

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Síntese e caracterização de nanopartículas de Fe3O4@SiO2

et al. 2019

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RESUMO Neste trabalho foi estudada a síntese e caracterização das nanopartículas magnéticas de magnetita (Fe3O4) através da co-precipitação e, sua posterior funcionalização pela sílica (SiO2), realizada via metodologia sol-gel. A caracterização das nanopartículas foi feita por difratometria de raios X (DRX), microscopia eletrônica de transmissão (MET), espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e medidas da variação de potencial zeta em função do pH. Os resultados obtidos mostraram que a síntese das nanopartículas de Fe3O4 e Fe3O4@SiO2 foi bem-sucedida, com uma alta homogeneidade de forma e tamanho, conforme resultados das análises das imagens obtidas por MET, inclusive com a formação de estruturas do tipo casca- caroço para as nanopartículas de Fe3O4@SiO2. A funcionalização da superfície da magnetita foi comprovada a partir dos dados de FTIR e das medidas de potencial zeta. A funcionalização da superfície, pela sílica, ocasiona um aumento do tamanho das nanopartículas devido à introdução de uma casca inorgânica ao redor das nanopartículas de magnetita. As curvas de potencial zeta mostraram que com a adição de sílica, a estabilidade coloidal aumenta em relação à magnetita e este está relacionado à sílica funcionalizada que deve estar minimizando as energias superficiais ao redor das nanopartículas magnéticas.

show abstract

Section: Resultsunclassified

“…As TEM (Fig. 2-a e 2-b) apresentam tamanho médio das nanopartículas em torno 12 ± 3 nm e 20 ± 5 nm, como verificado pelos histogramas da figura 3 9 .…”

Section: Fe 3 Ounclassified

Section: Figuraunclassified

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Síntese e caracterização de nanopartículas de Fe3O4@SiO2

et al. 2019

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“…In this sense, the expensive and time‐consuming step for photocatalysts recovery becomes unnecessary . Several substrates, such as glass, stainless steel, polymers, zeolites, silica and magnetic particles, among others, have been used in the immobilization of photocatalytic materials.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Reusable Photocatalytic Optical Fibers for Underground, Deep‐Sea, and Turbid Water Remediation

et al. 2018

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An approach for underground, deep, and turbid water remediation is presented based on optical fibers with a photocatalytic coating. Thus, photocatalytic TiO 2 P25 nanoparticles immobilized in a poly(vinylidene difluoride) (PVDF) matrix are coated on polymeric optical fibers (POFs) and the photocatalytic performance of the system is assessed under artificial sunlight. To the best of our knowledge, poly(methyl methacrylate)‐POF coated with TiO 2 /PVDF and the reusability of any type of POF for photocatalytic applications are not previously reported. The photocatalytic efficiency of the hybrid material in the degradation of ciprofloxacin (CIP) and its reusability are evaluated here. It is shown that 50 w/w% of TiO 2 P25 achieves a degradation of 95% after 72 h under artificial sunlight and a reusability of three times leads to a loss of activity inferior to 11%. The efficient removal of ciprofloxacin and the stability of the POF coated with TiO 2 P25 successfully demonstrate its suitability in the degradation of pollutants with potential application in regions with low light illumination, as in underground and deep water.

show abstract

“…7. Teixeira et al 78 experimented on the recycling of Fe 3 O 4 /SiO 2 /TiO 2 NPs using MB under UV irradiation for 90 min at each cycle, and they observed a decrease of approximately 14% (1st cycle: 95%, 5th cycle: 81%). In addition, Y. Shi et al 19 conducted a study on the recycling of palygorskite-supported Cu 2 O-TiO 2 composite using TC under Xe lamp irradiation for 240 min at each cycle, and they observed a reduction by approximately 7.57% (1st cycle: 81.45%, 3rd cycle: 73.88%).…”

Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

Development of TiO2-coated YSZ/silica nanofiber membranes with excellent photocatalytic degradation ability for water purification

Huh

Lee

Bukhari

et al. 2020

Sci Rep

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Numerous reports have elucidated that TiO2 nanoparticles (TiO2-NPs) exhibit respectable photocatalytic degradation capacities due to their high specific surface areas. However, the current recovery process leads to a loss of TiO2-NPs; therefore, there is a need to immobilize TiO2-NPs on the substrate used. Herein, TiO2-coated yttria-stabilized zirconia/silica nanofiber (TiO2-coated YSZ/silica NF) was prepared by coating TiO2 on the surface of YSZ/silica NF using a sol–gel process. The TiO2 coating layer on the nanofiber surface improved the separation ability of the membrane as well as the photocatalytic degradation ability. The pore size of the TiO2-coated YSZ/silica NF membrane was less than that of the pristine YSZ/silica NF membrane, and it rejected over 99.6% of the 0.5 μm polymeric particles. In addition, the TiO2-coated YSZ/silica NF membrane showed excellent adsorption/degradation of humic acid (HA, 88.2%), methylene blue (MB, 92.4%), and tetracycline (TC, 99.5%). Six recycling tests were performed to evaluate the reusability of the TiO2-coated YSZ/silica NF membrane. The adsorption/degradation efficiency for HA, MB, and TC decreased by 3.7%, 2.8%, and 2.2%, respectively. We thus verified the high separation ability, excellent photocatalytic degradation ability, and excellent reusability of the TiO2-coated YSZ/silica NF membranes.

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Photocatalytic degradation of recalcitrant micropollutants by reusable Fe 3 O 4 /SiO 2 /TiO 2 particles

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Síntese e caracterização de nanopartículas de Fe3O4@SiO2

Síntese e caracterização de nanopartículas de Fe3O4@SiO2

Reusable Photocatalytic Optical Fibers for Underground, Deep‐Sea, and Turbid Water Remediation

Development of TiO2-coated YSZ/silica nanofiber membranes with excellent photocatalytic degradation ability for water purification

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