journal article·2021-11-26

Cu2S@Bi2S3 Double-Shelled Hollow Cages as a Nanocatalyst with Substantial Activity in Peroxymonosulfate Activation for Atrazine Degradation

Ahmed E. ElMetwally, Farnoosh Goodarzi, Katlyn K. Meier, Elsayed M. Zahran, Sundeep Rayat, Søren Kegnæs, Marc R. Knecht, Leonidas G. Bachas

ACS Applied Nano Materials· Volume 4· Issue 11
Publisher page

Abstract

Metal dichalcogenides are promising candidates for heterogeneous catalysis. Designing them as a double-shelled hollow nanostructure can enhance their performance owing to the high surface area provided by the hollow inner space. Herein, we demonstrate a multistage templating approach to prepare double-shelled cages with Bi2S3 nanoparticles as an outer shell and Cu2S as an inner shell. A facile deposition method, coupled with a benign sulfidation process, has been developed to prepare such a double-shelled hollow structure. The prepared Cu2S@Bi2S3 double-shelled cages demonstrated a substantial catalytic reactivity in peroxymonosulfate (PMS) activation for the degradation of atrazine in the dark. Such performance is attributed to the synergy between Cu2S and Bi2S3 in activating PMS, which promotes radical generation and enhances the catalytic performance. Our mechanistic studies revealed that hydroxyl radicals and singlet oxygen are the dominant species generated during atrazine degradation.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Advanced Photocatalysis Techniques · Advanced oxidation water treatment · Perovskite Materials and Applications

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

Affiliations

Department of Chemistry, University of Miami, 1301 Memorial Drive, Coral Gables, Florida 33146, United States

DTU Chemistry, Technical University of Denmark, Kemitorvet 207, DK-2800 Kgs. Lyngby, Denmark

Department of Chemistry, Ball State University, Muncie, Indiana 47306, United States

Dr. J.T. Macdonald Foundation Biomedical Nanotechnology Institute, University of Miami, UM Life Science and Technology Building, 1951 Northwest Seventh Avenue, Suite 475, Miami, Florida 33136, United States

Funding

Division of Chemistry · University of Miami

References (83)

Show source-provided references
1. 10.1021/acs.est.7b0556310.1021/acs.est.7b05563 ↗
2. 10.1016/j.apcatb.2018.02.05910.1016/j.apcatb.2018.02.059 ↗
3. 10.1016/j.apcatb.2019.11825010.1016/j.apcatb.2019.118250 ↗
4. 10.1016/j.jhazmat.2021.12583810.1016/j.jhazmat.2021.125838 ↗
5. 10.1016/j.apcatb.2021.11988310.1016/j.apcatb.2021.119883 ↗
6. 10.1016/j.scitotenv.2020.14395710.1016/j.scitotenv.2020.143957 ↗
7. 10.1016/j.chemosphere.2019.12567810.1016/j.chemosphere.2019.125678 ↗
8. 10.1016/j.apcatb.2021.12046010.1016/j.apcatb.2021.120460 ↗
9. 10.1016/j.jhazmat.2021.12671510.1016/j.jhazmat.2021.126715 ↗
10. 10.1021/nl200773n10.1021/nl200773n ↗
11. 10.1021/jacs.5b0430510.1021/jacs.5b04305 ↗
12. 10.1021/ja408329q10.1021/ja408329q ↗
13. 10.1021/ja201269b10.1021/ja201269b ↗
14. 10.1039/c2ee02618j10.1039/c2ee02618j ↗
15. 10.1021/nn504755x10.1021/nn504755x ↗
16. 10.1039/c3ee41572d10.1039/c3ee41572d ↗
17. 10.1039/C8NR05558K10.1039/C8NR05558K ↗
18. 10.1007/BF0286866510.1007/BF02868665 ↗
19. 10.1063/1.309413110.1063/1.3094131 ↗
20. 10.1002/chem.20080144710.1002/chem.200801447 ↗
21. 10.1021/ic502920r10.1021/ic502920r ↗
22. 10.1002/crat.20110016310.1002/crat.201100163 ↗
23. 10.1002/smll.20130019710.1002/smll.201300197 ↗
24. 10.1002/ejoc.20100000310.1002/ejoc.201000003 ↗
25. 10.1002/chem.20120002510.1002/chem.201200025 ↗
26. 10.1016/j.apcatb.2018.03.07410.1016/j.apcatb.2018.03.074 ↗
27. 10.1016/j.matlet.2015.07.12310.1016/j.matlet.2015.07.123 ↗
28. 10.1016/j.apsusc.2019.14459910.1016/j.apsusc.2019.144599 ↗
29. 10.1038/nmat157110.1038/nmat1571 ↗
30. 10.1002/smll.20080000710.1002/smll.200800007 ↗
31. 10.1039/c0ce00913j10.1039/c0ce00913j ↗
32. 10.1021/jp802229310.1021/jp8022293 ↗
33. 10.1016/j.matlet.2013.04.00610.1016/j.matlet.2013.04.006 ↗
34. 10.1016/j.apcatb.2015.11.04310.1016/j.apcatb.2015.11.043 ↗
35. 10.1016/j.apsusc.2013.11.05510.1016/j.apsusc.2013.11.055 ↗
36. 10.1021/am201719910.1021/am2017199 ↗
37. 10.1016/j.catcom.2012.05.02510.1016/j.catcom.2012.05.025 ↗
38. 10.1016/j.colsurfa.2019.12406910.1016/j.colsurfa.2019.124069 ↗
39. 10.1016/j.apcatb.2020.11891510.1016/j.apcatb.2020.118915 ↗
40. 10.1002/adma.20180143010.1002/adma.201801430 ↗
41. 10.1021/acs.chemrev.6b0037410.1021/acs.chemrev.6b00374 ↗
42. 10.1016/j.jechem.2017.09.01510.1016/j.jechem.2017.09.015 ↗
43. 10.1002/adma.20160456310.1002/adma.201604563 ↗
44. 10.1016/j.apcatb.2017.05.02010.1016/j.apcatb.2017.05.020 ↗
45. 10.1021/ja410465s10.1021/ja410465s ↗
46. 10.1021/acsanm.0c0342510.1021/acsanm.0c03425 ↗
47. 10.1016/bs.mie.2015.06.02510.1016/bs.mie.2015.06.025 ↗
48. 10.1002/adma.20050238610.1002/adma.200502386 ↗
49. 10.1016/j.jphotochem.2010.03.00410.1016/j.jphotochem.2010.03.004 ↗
50. 10.1016/j.matchemphys.2020.12293410.1016/j.matchemphys.2020.122934 ↗
51. 10.1039/c3ta13239k10.1039/c3ta13239k ↗
52. 10.1002/aenm.20130156410.1002/aenm.201301564 ↗
53. 10.1002/adfm.20100210810.1002/adfm.201002108 ↗
54. 10.1021/acsami.7b1151010.1021/acsami.7b11510 ↗
55. 10.1039/C9NA00335E10.1039/C9NA00335E ↗
56. 10.1021/acs.jpcc.7b0089410.1021/acs.jpcc.7b00894 ↗
57. 10.1016/j.apcatb.2019.11778210.1016/j.apcatb.2019.117782 ↗
58. 10.1016/j.watres.2009.02.02910.1016/j.watres.2009.02.029 ↗
59. 10.1016/j.scitotenv.2019.04.09810.1016/j.scitotenv.2019.04.098 ↗
60. 10.1016/j.cej.2019.04.18810.1016/j.cej.2019.04.188 ↗
61. 10.1016/j.apcatb.2020.11960510.1016/j.apcatb.2020.119605 ↗
62. 10.1016/j.jhazmat.2013.01.05410.1016/j.jhazmat.2013.01.054 ↗
63. 10.1021/ie900284810.1021/ie9002848 ↗
64. 10.1016/j.jhazmat.2014.05.06810.1016/j.jhazmat.2014.05.068 ↗
65. 10.1007/s11356-020-09422-810.1007/s11356-020-09422-8 ↗
66. 10.1021/acs.est.9b0585610.1021/acs.est.9b05856 ↗
67. 10.1016/j.apcatb.2012.09.01510.1016/j.apcatb.2012.09.015 ↗
68. 10.1016/j.apsusc.2017.06.11810.1016/j.apsusc.2017.06.118 ↗
69. 10.1039/C9RA01687B10.1039/C9RA01687B ↗
70. 10.1016/j.cej.2018.02.12510.1016/j.cej.2018.02.125 ↗
71. 10.1016/j.apcatb.2019.11778310.1016/j.apcatb.2019.117783 ↗
72. 10.1016/j.cej.2019.12393310.1016/j.cej.2019.123933 ↗
73. 10.1021/es403199p10.1021/es403199p ↗
74. 10.1016/j.cej.2019.12393510.1016/j.cej.2019.123935 ↗
75. 10.1016/j.cej.2018.12.03610.1016/j.cej.2018.12.036 ↗
76. 10.1016/j.cej.2018.06.13310.1016/j.cej.2018.06.133 ↗
77. 10.1016/j.apcatb.2017.09.00110.1016/j.apcatb.2017.09.001 ↗
78. 10.1016/j.chemosphere.2020.12796510.1016/j.chemosphere.2020.127965 ↗
79. 10.1016/j.cej.2018.01.01610.1016/j.cej.2018.01.016 ↗
80. 10.1016/j.jhazmat.2021.12567910.1016/j.jhazmat.2021.125679 ↗
81. 10.1016/j.apcatb.2019.01.07910.1016/j.apcatb.2019.01.079 ↗
82. 10.1016/0043-1354(95)00240-510.1016/0043-1354(95)00240-5 ↗
83. 10.1016/0043-1354(94)90223-210.1016/0043-1354(94)90223-2 ↗