Performance and Mechanism of CoFe₂O₄/Silica Aerogel in Activating Peroxymonosulfate for Tetracycline Degradation

doi:10.7503/cjcu20250107

Abstract

Abstract:

In this work， a porous CoFe₂O₄/silica aerogel gel composite（SCF） with a high specific surface area was successfully synthesized by using silica aerogel as a CoFe₂O₄ carrier. The catalyst was systematically characterized by scanning electron microscopy（SEM）， transmission electron microscopy（TEM）， X-ray diffraction analysis（XRD）， X-ray photoelectron spectroscopy（XPS）， electron paramagnetic resonance spectroscopy， Fourier transform infrared spectroscopy（FTIR）， and nitrogen adsorption-desorption testing. The analysis shows that silica aerogel greatly alleviates the agglomeration of CoFe₂O₄ nanoparticles， and the successful loading of CoFe₂O₄ enriches the pore structure of the composite while retaining the high specific surface area of silica aerogel. The optimized SCF-30 achieved a removal efficiency of 84.79% for 50 mg/L TC solution after peroxymonosulfate（PMS） activation with low loading amount. Through quenching experiments， $S O 4 ∙ -$ ， ¹O₂， and $∙ 4 -$ were identified as the main active substances in the catalytic reaction， and possible reaction mechanisms and degradation pathways were speculated. In addition， composite materials exhibit excellent stability and pH tolerance. This work provides insights into the design and fabrication of highly stable persulfate-activating materials.

Key words: Silica aerogel, Ferrite, Tetracycline, Peroxymonosulfate, Advanced oxidation process

CLC Number:

O643

TrendMD:

TAN Ye, ZHOU Zhihong, WU You, TONG Haixia, YU Linping, ZENG Julan. Performance and Mechanism of CoFe₂O₄/Silica Aerogel in Activating Peroxymonosulfate for Tetracycline Degradation[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2025, 46(9): 20250107.

Figures/Tables 6

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