磁电驱动有机物的催化降解
材料科学
2019-05-07 v1
摘要
在此，我们报道利用钴铁氧体-铁酸铋（CFO-BFO）核壳纳米颗粒的磁电（ME）性质催化降解有机化合物。磁致伸缩的 CFO 与多铁性的 BFO 相结合，产生一种磁电引擎，在无线磁场下通过高级氧化过程净化水，不涉及任何牺牲分子或助催化剂。采用水热合成制备磁致伸缩的 CoFe2O4 纳米颗粒，随后通过溶胶-凝胶合成制备多铁性的 BiFeO3 壳层。我们进行理论建模以研究磁电纳米颗粒表面由磁场诱导的极化。这些模拟所得结果与压电力显微镜分析的实验发现一致，其中我们观察到纳米颗粒在磁场下压电响应的变化。接下来，我们研究交流磁场下磁电效应诱导的有机污染物催化降解，对合成染料获得 97% 的去除率，对常用药物获得超过 85% 的去除率。此外，我们通过使用针对每种活性物种的清除剂进行捕获实验，阐明磁场诱导有机污染物催化降解背后的机制。我们的结果表明羟基和超氧自由基是磁电诱导有机化合物催化降解中的主要活性物种。
引用
@article{arxiv.1904.01271,
title = {Magnetoelectrically driven catalytic degradation of organics},
author = {Fajer Mushtaq and Xiang-Zhong Chen and Harun Torlakcik and Christian Steuer and Marcus Hoop and Erdem Can Siringil and Xavi Marti and Gregory Limburg and Patrick Stipp and Bradley J. Nelson and Salvador Pané},
journal= {arXiv preprint arXiv:1904.01271},
year = {2019}
}