Sulfamethoxazole (SMX) digunakan secara luas dan merupakan 5% dari pasar antibiotik di Cina. Di badan air, SMX dapat terakumulasi terus-menerus karena sifatnya yang persisten dan tidak dapat terurai, menyebabkan kerusakan signifikan pada lingkungan air dan kesehatan manusia. Oleh karena itu, sangat penting untuk mengadopsi proses yang efisien untuk menghilangkan SMX dari air limbah. Saat ini, oksidasi lanjut berbasis peroksimonosulfat (PMS) diakui sebagai proses yang lebih efisien daripada metode pengolahan lainnya karena ketahanan yang kuat terhadap interferensi dan kapasitas oksidasi selektif yang tinggi. PMS bisa diaktifkan oleh energi eksternal (misalnya , USG, radiasi dan panas) dan katalis (misalnya , bahan berbasis karbon dan ion logam) untuk degradasi bahan organik.
Biochar adalah bahan berbasis karbon padat yang diperoleh dengan pirolisis biomassa dalam kondisi anaerobik, yang telah mendapatkan minat dan aplikasi yang luas dalam remediasi tanah dan remediasi air. Selain itu, bahan baku biochar banyak tersedia antara lain kayu, jerami, pupuk kandang dan lumpur. Secara umum, biochar dapat diaplikasikan sebagai katalis dan bahan pembawa yang efisien untuk aktivasi PMS karena bahan bakunya yang luas dan ramah lingkungan.
Secara khusus, biochar magnetik adalah fokus penelitian dan topik hangat karena dapat didaur ulang dan dapat digunakan kembali. Namun, doping besi (Fe) yang berlebihan menyebabkan cluster besar pada permukaan biochar, yang tidak kondusif untuk aktivasi PMS oleh biochar magnetik. Oleh karena itu, masalah utama yang harus diatasi adalah bagaimana meningkatkan kapasitas aktivasi biochar dengan tetap mempertahankan sifat magnetiknya.
Studi sebelumnya telah menunjukkan bahwa pengenalan logam dapat secara efektif meningkatkan kinerja aktivasi PMS. Perbedaan potensial redoks standar bimetal dapat memfasilitasi siklus valensi dan transfer elektron. Selain itu, dua logam yang dimuat dalam biochar dapat membentuk gugus atom logam biner, yang sangat meningkatkan dispersi efektif situs aktif. Selain itu , pemuatan bimetal mengurangi pencucian ion logam, sekaligus membuat katalis menjadi kurang beracun dan lebih ramah lingkungan.
Namun, rasio logam yang berbeda diperlukan untuk mencapai efek sinergis yang signifikan dari situs logam. Tembaga (Cu) memiliki konduktivitas listrik yang sangat baik dan dapat memfasilitasi transfer elektron, yang pada akhirnya meningkatkan aktivasi PMS. Dengan demikian, biochar bermuatan bimetalik Fe-Cu dapat meningkatkan aktivitas katalitik biochar dengan mempertahankan sifat magnetiknya. Literatur saat ini hanya berfokus pada peningkatan kinerja katalitik oleh biochar bermuatan bimetalik Fe-Cu. Namun, penelitian yang lebih sedikit telah dilakukan tentang perbedaan dalam mekanisme degradasi SMX antara biochar bimetalik Fe-Cu dan biochar bermuatan logam tunggal, khususnya yang berkaitan dengan pembentukan spesies oksidatif, konsumsi situs aktif, dan toksisitas intermediet degradasi.
English