Utilizing Macroscopic Polarization for Effective Fe3+/Fe2+ Cycling and H2O2 Activation in Fenton-like Aniline Aerofloat Degradation

X射线光电子能谱 降级(电信) 吸附 催化作用 矿化(土壤科学) 化学工程 极化(电化学) 光致发光 材料科学 苯胺 化学 分析化学(期刊) 物理化学 氮气 环境化学 光电子学 工程类 计算机科学 有机化学 电信
作者
Shuchen Tu,Tianyang Hao,Xiangming Li,Tao Chen,Yaqing Wang,Junhao Zhang,Chengyu Zhou,Linghui Kuang,Peng Xu,Yuan Zeng,Keqing Ouyang,Shaojun Jiang,Bo Yan
出处
期刊:ACS ES&T engineering [American Chemical Society]
卷期号:4 (7): 1573-1584 被引量:1
标识
DOI:10.1021/acsestengg.4c00049
摘要

The great ecological hazards of mineral processing wastewater containing aniline aerofloat dictate the need to implement thorough mineralization degradation, such as Fenton-like catalysis. To address the low efficiency of H2O2 conversion and the short reactive duration in Fenton-like aniline aerofloat degradation, in this study, we demonstrated a novel piezo-enhanced mechanism that utilizes piezo-induced macroscopic polarization to significantly enhance H2O2 conversion and Fe3+/Fe2+ cycling in the Fe3O4–Bi4Ti3O12 heterojunction. The reaction activity was increased 2-fold, resulting in the removal of almost 85% of aniline aerofloat within 40 min at a pH of 4–10. The combination of piezoelectric force microscopy, in situ electrochemical measurement, transmission electron microscopy, and X-ray photoelectron spectroscopy demonstrated that Fe3O4–Bi4Ti3O12 exhibited a strong piezo-response and improved charge migration when exposed to a piezo-potential. The piezo-induced large-scale charge transfer facilitated the adsorption of H2O2 and released the kinetic constraints for Fe3+/Fe2+ cycling by inducing charge enrichment, as confirmed by radical monitoring, photoluminescence spectroscopy, and theory calculations. Consequently, the optimization of the aforementioned key processes enhances the yield rate (1.363 μmol min–1), selectivity of HO• conversion (18.88%) by H2O2, and the reaction's persistence. This work presents an innovative concept to enhance the performance and endurance of Fenton-like reactions. It also provided an understanding of the advanced oxidation process treatment of mineral processing wastewater.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
沙漠水手发布了新的文献求助10
1秒前
xxxpeacey发布了新的文献求助10
1秒前
思源应助怕黑的尔安采纳,获得10
1秒前
2秒前
kss发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
夕立完成签到,获得积分10
3秒前
爆米花应助ayjf采纳,获得10
3秒前
双子土豆泥完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
Jun完成签到 ,获得积分10
4秒前
OvOlive发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
JamesPei应助时尚的断缘采纳,获得10
7秒前
斯文败类应助高菲采纳,获得10
7秒前
研友_VZG7GZ应助Reseanu采纳,获得10
7秒前
chiaugustus完成签到,获得积分20
7秒前
xingxing发布了新的文献求助50
8秒前
火星上绿竹完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
8秒前
8秒前
8秒前
彭于晏应助鲸落万物生采纳,获得10
8秒前
8秒前
网友1197完成签到,获得积分10
9秒前
复杂的向南完成签到,获得积分10
10秒前
oliviashum发布了新的文献求助10
14秒前
科研通AI6.3应助CindyZhao采纳,获得10
15秒前
细心的绮菱完成签到,获得积分10
15秒前
番茄完成签到,获得积分10
15秒前
1111发布了新的文献求助10
15秒前
奔跑应助xuexi6657采纳,获得10
15秒前
15秒前
科目三应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
tang发布了新的文献求助10
16秒前
华仔应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
Ava应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
Hello应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
17秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Römisch-Germanische Forschungen 1000
APA handbook of comparative psychology: Basic concepts, methods, neural substrate, and behavior 1000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
The fast track to determining transfer functions of linear circuits: The student guide 500
Electric machines: theory, operating applications, and controls 500
The Analytical and Numerical Solution of Electric and Magnetic Fields 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7603878
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9179678
关于积分的说明 19659628
捐赠科研通 7178973
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3269212
关于科研通互助平台的介绍 2433325
邀请新用户注册赠送积分活动 2263229