N-doped carbonaceous materials are promising efficient catalysts for peroxymonosulfate (PMS) activation. In this study, the high-efficient N-doped carbon materials were prepared by direct carbonization of polyaniline (PANI) at 700 °C–1000 °C. It was optimized that the CPANI-9 (carbonized polyaniline prepared at 900 °C) exhibited excellent catalytic performance to activate PMS for phenol degradation, which was efficient over a wide pH range (pH 3.5∼9). In the CPANI-9/PMS system, the PMS adsorption/activation was identified as the key step determining the reaction rate. The quenching experiments and electron paramagnetic resonance demonstrated that the non-radical pathway was dominant in phenol degradation and singlet oxygen (1O2) was the main active specie. Graphitic N, pyridinic N, defects and ketonic groups (CO) were identified as catalytic sites. Interestingly, only the presence of PO43− greatly decreased the phenol degradation rate and PMS decomposition. The CPANI-9/PMS system could also degrade effectively various organic pollutants, indicating that it had potential practical application.

Magnetic cobalt ferrite (CoFe2O4) was extensively investigated for the activation of peroxymonosulfate (PMS) to generate sulfate radicals. In this study, the CoFe2O4 nanoparticles were uniformly decorated on graphene oxide (GO) nanosheet. According to the large surface area and more surface oxygen species, the CoFe2O4-GO composite exhibited much better efficiency than CoFe2O4 for the generation of sulfate radicals. The degradation of antibiotic norfloxacin (NOR) by CoFe2O4-GO coupled with PMS was comprehensively investigated. Through radical quenching study and electron paramagnetic resonance (EPR) analysis, the active radical species were elucidated. The underlying mechanism was then discussed based on the detected radicals and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) observations. It was revealed that the NOR degradation by CoFe2O4-GO system was dominated by a nonradical process rather than a radical process. The surface oxygen species at defective sites of GO played a critical role in the degradation process. Finally, the developed CoFe2O4-GO composite showed a good potential for the remediation of NOR polluted natural river/lake water.

Uniform magnetite nanoparticles (MNP) were prepared through a facile hydrothermal routine and subjected to the heterogeneous activation of persulfate (PS) to degrade norfloxacin (NOR). The degradation efficiency reached 90% within 60 min (the concentration of NOR and PS was 15 μM and 1 mM, respectively; dose of MNP: 0.3 g L−1; pH: 4.0). However, it was greatly inhibited with the increase of pH, especially at basic condition (pH0 = 9.0). This was probably due to the precipitation of the ferrous ions leached from the surface of MNP. In addition, hydroxyl radical was found to dominate the degradation process at acidic condition while both sulfate and hydroxyl radicals contributed to the degradation at neutral condition. Except the leached form, the structural ferrous ion on the surface of MNP also participated in the activation process through the redox reactions, as illustrated by the X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis. Finally, four degradation pathways were tentatively proposed based on the identified intermediates and the transformation of piperazinyl ring seemed to be the primary one.

The hydrofluorination, hydrochlorination, and hydrobromination of diazo compounds were successfully accomplished using three new halogenating agents under photoinduction and catalyst-free conditions.

Three‐dimensional covalent organic frameworks (3D COFs), a class of highly porous crystalline polymers, have exhibited great potentials in many applications. However, the reported topologies of 3D COFs have been limited to high‐symmetry crystal systems, which significantly hindered the development of such functional materials. Herein, we demonstrate the first construction of four highly crystalline orthorhombic 3D COFs with an unprecedented fmj topology, based on judiciously choosing rotatable monomers. Notably, the square monomers in the unit cell of the fmj topological network adopt three different conformations, resulting in a highly complicated 3D network. Moreover, an isomeric pair (3DCOF‐CN and 3DCOF‐NC), differing only in the orientations of ‐C=N‐ bonds, exhibit distinct optoelectronic properties, protonation abilities, and photocatalytic activities, which is the first time to reveal such isomeric effects in 3D COFs. Particularly, a difference of 32‐fold in photocatalytic hydrogen evolution rate was observed for the two isomers, with one achieving a superb rate up to ~31.1 mmol h‐1 g‐1. This work achieves the first construction of complex orthorhombic 3D COFs, and offers new insights for the development of 3D COF‐based high‐performance photocatalysts.