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Electrospun silica nanofiber mats functionalized with ceria nanoparticles for water decontamination

机译：电纺二氧化硅纳米纤维垫，用Ceria纳米粒子进行水净化

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摘要

This study demonstrates the fabrication of nanoceria-immobilized silica nanofibers for efficient water decontamination with easy reuse and regeneration properties. Commercially-available ceria (CeO2) nanoparticles were immobilized on electrospun silica nanofiber mats. Optimal conditions for both oxidation of model trace organic compounds (TrOCs) and hydroxyl-radical formation were determined in batch experiments with ceria nanoparticles. Kinetic experiments showed comparable oxidation rates of positively- and neutrally-charged TrOCs (95 and 98%, respectively) by the nanofiber composites at pH 2 in 0.5 mM H2O2. We demonstrated the reuse properties of the ceria nanofiber composites, finding less than a 15% reduction in oxidation performance after 10 cycles. In addition to this oxidative performance, the electrospun CeO2 nanofiber composites are also applicable for adsorbing the persistent contaminant perfluorooctanesulfonic acid (PFOS) through electrostatic interactions. Regeneration of the fibers was enabled through a one-hour heat treatment at 550 degrees C in air. Overall, results from this study show that the nanoceria-immobilized silica nanofibers can be used as efficient oxidative and adsorptive media to treat TrOCs in acidic waters, without use of an additional catalyst separation stage from solution.
机译：该研究表明，纳米钙固定化二氧化硅纳米纤维的制造，用于有效的水净化，具有易于再利用和再生性能。将可商购的二氧化铈（CEO2）纳米颗粒固定在Electrom淘米型纳米纤维垫上。用二氧化铈纳米颗粒的分批实验测定模型痕量有机化合物（TROC）和羟基 - 自由基的氧化的最佳条件。动力学实验显示在0.5mM H 2 O 2中的pH 2下纳米纤维复合材料的正极和中学性的TROC（95和98％）的相当氧化速率。我们证明了在10个循环后的氧化性能降低的比例低于15％的氧化性能。除了这种氧化性能之外，ElectromeTOM CeO2纳米纤维复合材料还用于通过静电相互作用吸附持续污染物全氟辛磺酸（PFOS）。通过在空气中的550℃下的一小时热处理使得纤维再生能够。总体而言，该研究的结果表明，纳米固定二氧化硅纳米纤维可以用作有效的氧化和吸附培养基，以处理酸性水中的TROC，而不使用来自溶液的另外的催化剂分离阶段。

著录项

  • 来源
    《RSC Advances》 |2019年第34期|共10页
  • 作者

    Zucker Ines; Dizge Nadir; Fausey Camrynn L.; Shaulsky Evyatar; Sun Meng; Elimelech Menachem;

  • 作者单位

    Yale Univ Dept Chem &

    Environm Engn New Haven CT 06520 USA;

    Yale Univ Dept Chem &

    Environm Engn New Haven CT 06520 USA;

    Yale Univ Dept Chem &

    Environm Engn New Haven CT 06520 USA;

    Yale Univ Dept Chem &

    Environm Engn New Haven CT 06520 USA;

    Yale Univ Dept Chem &

    Environm Engn New Haven CT 06520 USA;

    Yale Univ Dept Chem &

    Environm Engn New Haven CT 06520 USA;

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  • 正文语种 eng
  • 中图分类 化学;
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