journal article·2021-11Open access

Solar Light Activation of Persulfate by TiO2/Fe2O3 Layered Composite Films for Degradation of Amoxicillin: Degradation Mechanism, Matrix Effects, and Toxicity Assessments

Francis M. dela Rosa, Josipa Papac, Sara Garcia‐Ballesteros, Marin Kovačić, Zvonimir Katančić, Hrvoje Kušić, Ana Lončarić Božić

Advanced Sustainable Systems· Volume 5· Issue 11

Abstract

Abstract In this study, sandwich‐type composites made of commercial TiO2‐P25 and α‐Fe2O3 are obtained by spin coating thin films with different layer configurations, namely: i) TiO2 layer over α‐Fe2O3 (TiO2@α‐Fe2O3), ii) α‐Fe2O3 layer over TiO2 (α‐Fe2O3@TiO2), and iii) physically mixed 50% (w/w) of TiO2/Fe2O3. Photocatalytic activity under simulated solar irradiation of the aforementioned composites and their pure components is investigated for the degradation of amoxicillin (AMX) in the presence and absence of persulfate (PS). In both cases, TiO2@α‐Fe2O3 sandwich‐type achieve the highest degradation rates of AMX and a marked effect of PS addition on the AMX degradation rate is noted. The influence of pH and PS concentration on AMX degradation rate is established by means of experimental design and response surface modeling. The AMX degradation pathway is studied by means of reactive oxygen species scavenging and identification of intermediates by liquid chromatography with tandem mass spectrometry. Their evolution is directly correlated with an increased toxicity assessed by Daphnia magna and Vibrio fischeri assays. Furthermore, biodegradability changes are correlated with the mineralization profile of AMX solution. The influence of water matrix constituents (Cl−, CO32−, NO3−, PO43− and Suwannee river natural organic matter) on AMX degradation is established as well.
Source: crossref · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Advanced oxidation water treatment · Advanced Photocatalysis Techniques · TiO2 Photocatalysis and Solar Cells

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

Affiliations

Faculty of Chemical Engineering and Technology University of Zagreb Marulićev trg 19 Zagreb 10000 Croatia

Catalan Institute for Water Research (ICRA) C/Emili Grahit, 101 Girona 17003 Spain

University of Girona Girona 17071 Spain

Departamento de Ingeniería Textil y Papelera Campus de Alcoy Universitat Politècnica de València Alcoy E‐03801 Spain

University North Trg dr. Žarka Dolinara 1 Koprivnica 48000 Croatia

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