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Accès ouvert déclaré 2025 article

Engineering oxygen vacancy-rich CoFe2O4@C core-shell microreactors via defect-morphology dual synergy for ultrafast peroxymonosulfate activation

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Le résumé fourni par la source

This study innovatively employs a "dual-engineering synergy" strategy combining defect engineering and morphological engineering to construct oxygen vacancy (O V )-enriched CoFe 2 O 4 @C core-shell microreactors (O V -CFO@C) for efficient peroxymonosulfate (PMS) activation. The optimized O V -CFO@C-500 catalyst exhibits exceptional Fenton-like performance, degrading 97.65% of CIP in 12 min ( k obs = 0.2984 min -1 , 29.25 times that of PMS alone). Structural characterizations confirm successful O V introduction and core-shell architecture, where carbon cores prevent CoFe 2 O 4 agglomeration while enabling reactant enrichment. Theoretical calculations reveal that core-shell structure and Ov modulate d-band center positions and electron delocalization, synergistically enhancing PMS adsorption energy and electron transfer efficiency. Mechanistic studies identify cooperative radical pathways (•OH/SO 4 •− contribution: 54.1%) and non-radical electron transfer processes. Notably, the catalyst demonstrates strong recyclability (88.91% CIP removal after 5 cycles), broad pH tolerance (pH 3–9), low metal ion leaching (< 0.06 mg/L), and practical applicability in real water matrices. In continuous-flow degradation systems, 12 h operation achieved sustained removal rates of 96.8% for CIP and 55.2% for total organic carbon (TOC). This study provides new insights into defect-microstructure engineering for advanced oxidation process optimization. Defect-morphology dual engineering constructs O V -CoFe 2 O 4 @C core-shell microreactors with four merits: more exposed active sites, enhanced electron transfer, facilitated mass transfer and reaction kinetics, and suppressed metal leaching, achieving 97.65% CIP removal in 12 min ( k obs =0.2984 min -1 ). • Dual-engineering synergizes O V with core-shell microreactor to boost PMS activation. • Ov-mediated d-band modulation triggers electron redistribution of catalyst. • The carbon matrix suppresses CoFe 2 O 4 agglomeration and enriches reactants locally. • O V -CFO@C-500 with enhanced stability and promising practical applicability.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Engineering oxygen vacancy-rich CoFe2O4@C core-shell microreactors via defect-morphology dual synergy for ultrafast peroxymonosulfate activation
Date Crossref
01/03/2026
Éditeur
Elsevier BV
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

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Les sujets associés

Advanced oxidation water treatmentIndustrial Gas Emission ControlChemical Looping and Thermochemical Processes

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