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【24h】

Fabrication of carbon nanotube functionalized MIL-101(Fe) for enhanced visible-light photocatalysis of ciprofloxacin in aqueous solution

机译：碳纳米管官能化MIL-101（Fe）的制备，以增强水溶液中环丙沙星的可见光光催化作用

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Improving the performance of metal-organic frameworks (MOFs) through modifications is an important issue to expand their potential applications. In the current study, multi-walled carbon nanotube functionalized MIL-101(Fe) (CNT@MIL-101(Fe)) was synthesized and used to construct a visible-light photocatalysis system for elimination of ciprofloxacin. CNT@MIL-101(Fe) has a lower band gap energy (2.19 eV) than MIL-101(Fe) (2.46 eV), rendering it the visible light absorption from 400 nm to 565 nm. In the CNT@MIL-101(Fe)-photocatalysis system, some optimized reaction conditions were: CNT doping ratio=5%, pH=3.0, [H2O2] vs. [CNT@MIL-101(Fe)] mass ratio = 11.3. Under 2.0 mW cm(-2) visible light irradiation, degradation of ciprofloxacin followed an apparent pseudo-first-order kinetic reaction rate at 6.85x10(-4) s(-1). Using CNT@MIL101(Fe), faster activation and electron transfer were achieved due to the high conductibility of CNT, resulting in a higher removal efficiency of ciprofloxacin (3.02 mu M, similar to 90% at 45 min) than using MIL-101(Fe) (similar to 65%). Furthermore, the iron ions leakage of CNT@MIL-101(Fe) was only half the one of MIL-101(Fe), suggesting a better stability in water. The reactive mechanism was confirmed to be % OH oxidation, in which visible photocatalysis was the dominant reaction. Generally, CNT@MIL-101(Fe) has enhanced performance and stability, which can act as potential catalyst of organic contaminants.
机译：通过修改来提高金属有机框架（MOF）的性能是扩展其潜在应用的重要问题。在当前的研究中，合成了多壁碳纳米管功能化的MIL-101（Fe）（CNT @ MIL-101（Fe）），并用于构建可见光光催化体系以消除环丙沙星。 CNT @ MIL-101（Fe）具有比MIL-101（Fe）（2.46 eV）低的带隙能量（2.19 eV），使其在400 nm至565 nm的可见光范围内吸收。在CNT @ MIL-101（Fe）-光催化系统中，一些优化的反应条件为：CNT掺杂比例= 5％，pH = 3.0，[H2O2]与[CNT @ MIL-101（Fe）]质量比= 11.3。 。在2.0 mW cm（-2）可见光照射下，环丙沙星的降解遵循6.85x10（-4）s（-1）的表观拟一级动力学反应速率。使用CNT @ MIL101（Fe），由于CNT的高电导率，因此可以实现更快的活化和电子转移，从而比使用MIL-101（300分钟时，环丙沙星的去除效率更高（3.02μM，在45分钟时接近90％））。 Fe）（大约65％）。此外，CNT @ MIL-101（Fe）的铁离子泄漏仅为MIL-101（Fe）的一半，表明在水中具有更好的稳定性。证实反应机理是％OH氧化，其中可见光催化是主要反应。通常，CNT @ MIL-101（Fe）具有增强的性能和稳定性，可以用作有机污染物的潜在催化剂。

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