journal article·2023-07-14

Pd-Based Nanoparticles as Catalysts for Improved Removal of Florfenicol via Heterogeneous Fenton and Photo-Fenton(-like) Processes

Pamela M. Sepúlveda, Sebastián A. Campos, Wendy Calzadilla, José F. Marco, Juliano C. Denardin, Ricardo A. Salazar-González

ACS Applied Nano Materials· Volume 6· Issue 13
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Abstract

In this work, Fe 2 O 3 -Ni, Fe 2 O 3 -Ni-Pd, MgO-Ni, and MgO-Ni-Pd nanoparticles were synthesized, characterized, and used for the degradation of florfenicol (FLO). The main goals were to compare the removal capacity of Fe 2 O 3 -Ni and MgO-Ni nanocatalysts and evaluate the effect of Pd incorporation on Fe 2 O 3 -Ni and MgO-Ni nanoparticles on the degradation of FLO by heterogeneous Fenton(-like) and photo-Fenton(-like) processes. The adsorption and degradation processes of FLO were assessed, determining that the latter process is the principal mechanism for FLO degradation. Through the heterogeneous photo-Fenton process, the antibiotic was 78 and 44% removed using the Fe 2 O 3 -Ni and MgO-Ni nanocatalyst, respectively, improving degradation by 22% when Pd is incorporated into both nanostructures. FLO degradation occurs because of the generation of hydroxyl and superoxide radical and holes in the interface and the Fenton reaction with Fe and Mg present in the nanoparticles. Finally, the main organic intermediates produced during the degradation were identified, allowing the proposal of a degradation pathway. Thus, heterogeneous Fenton(-like) and photo-Fenton(-like) processes using nanoparticles as solid phase catalysts are an excellent alternative to FLO degradation from water, especially considering the easy recovery of the nanoparticles through a simple separation process such as filtration.
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Research context

OpenAlex topics: Environmental remediation with nanomaterials · Advanced Photocatalysis Techniques · Carbon and Quantum Dots Applications

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Departamento de Física, Universidad de Santiago de Chile, Avenida Victor Jara 3493, Estación Central C.P. 9170124, Chile

Centro para el Desarrollo de la Nanociencia y la Nanotecnología, CEDENNA, Avenida Libertador Bernardo O’Higgins 3363, Estación Central C.P. 9170022, Chile

Grupo de Investigación de Análisis, Tratamiento, Electroquímica, Recuperación y Reúso de Agua (Water2), Departamento de Química Inorgánica, Facultad de Química y de Farmacia, Pontificia Universidad Católica de Chile, Vicuña Mackenna 4860, Macul C.P. 8940000, Chile

Instituto de Química Física “Rocasolano”, CSIC, Madrid C.P. 28006, Spain

Funding

Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo

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