Size Control of Carbon Xerogel Spheres as Key Factor Governing the H<sub>2</sub>O<sub>2</sub> Selectivity in Metal-Free Bifunctional Electro-Fenton Catalysts for Tetracycline Degradation
Edgar Fajardo-Puerto,
Nerea López-García,
Abdelhakim Elmouwahidi,
Esther Bailón-García,
Francisco Carrasco-Marín,
Lilian D. Ramírez-Valencia,
Agustín F. Pérez-Cadenas
Affiliations
Edgar Fajardo-Puerto
Materiales Polifuncionales Basados en Carbono, Departamento de Química Inorgánica—Unidad de Excelencia de Química Aplicada a Biomedicina y Medioambiente—Universidad de Granada (UEQ-UGR), 18071 Granada, Spain
Nerea López-García
Materiales Polifuncionales Basados en Carbono, Departamento de Química Inorgánica—Unidad de Excelencia de Química Aplicada a Biomedicina y Medioambiente—Universidad de Granada (UEQ-UGR), 18071 Granada, Spain
Abdelhakim Elmouwahidi
Materiales Polifuncionales Basados en Carbono, Departamento de Química Inorgánica—Unidad de Excelencia de Química Aplicada a Biomedicina y Medioambiente—Universidad de Granada (UEQ-UGR), 18071 Granada, Spain
Esther Bailón-García
Materiales Polifuncionales Basados en Carbono, Departamento de Química Inorgánica—Unidad de Excelencia de Química Aplicada a Biomedicina y Medioambiente—Universidad de Granada (UEQ-UGR), 18071 Granada, Spain
Francisco Carrasco-Marín
Materiales Polifuncionales Basados en Carbono, Departamento de Química Inorgánica—Unidad de Excelencia de Química Aplicada a Biomedicina y Medioambiente—Universidad de Granada (UEQ-UGR), 18071 Granada, Spain
Lilian D. Ramírez-Valencia
Materiales Polifuncionales Basados en Carbono, Departamento de Química Inorgánica—Unidad de Excelencia de Química Aplicada a Biomedicina y Medioambiente—Universidad de Granada (UEQ-UGR), 18071 Granada, Spain
Agustín F. Pérez-Cadenas
Materiales Polifuncionales Basados en Carbono, Departamento de Química Inorgánica—Unidad de Excelencia de Química Aplicada a Biomedicina y Medioambiente—Universidad de Granada (UEQ-UGR), 18071 Granada, Spain
Carbon xerogel spheres co-doped with nitrogen and eco-graphene were synthesized using a typical solvothermal method. The results indicate that the incorporation of eco-graphene enhances the electrochemical properties, such as the current density (JK) and the selectivity for the four transferred electrons (n). Additionally, nitrogen doping has a significant effect on the degradation efficiency, varying with the size of the carbon xerogel spheres, which could be attributed to the type of nitrogenous group doped in the carbon material. The degradation efficiency improved in the nanometric spheres (48.3% to 61.6%) but decreased in the micrometric-scale spheres (58.6% to 53.4%). This effect was attributed to the N-functional groups present in each sample, with N-CNS-5 exhibiting a higher percentage of graphitic nitrogen (35.7%) compared to N-CMS-5 (15.3%). These findings highlight the critical role of sphere size in determining the type of N-functional groups present in the sample. leading to enhanced degradation of pollutants as a result of the electro-Fenton process.