A novel approach for water disinfection by enhanced photoanode oxidation using in-situ generated hydrogen peroxide

过氧化氢 化学 电解质 激进的 大肠杆菌 原位 光化学 核化学 化学工程 电极 生物化学 有机化学 基因 工程类 物理化学
作者
Yijun Shi,Yunkun Qian,Jun Guo,Mengjun Mao,Dong An
出处
期刊:Journal of Cleaner Production [Elsevier BV]
卷期号:416: 138001-138001 被引量:6
标识
DOI:10.1016/j.jclepro.2023.138001
摘要

To improve disinfection efficiency in distributed water treatment systems using clean energy, a novel photoelectrochemical process was adopted. This process couples photoanodic oxidation with in-situ generated H2O2 (PEC/E-H2O2) and was used for the inactivation of Escherichia coli (E. coli) under simulated solar conditions. In a low-concentration 5 mM Na2SO4 electrolyte, the PEC/E-H2O2 process consumed only 2.14 KJ/L-log of energy and eliminated 106 CFU/mL of E. coli within 50 min. The 0.61 mM H2O2 in-situ generated enhanced the oxidation of the photoelectrochemical system due to the formation of •OH. Compared with traditional electrochemically generated H2O2 (E-H2O2) and photoelectrochemical (PEC) processes, the specific rate constant of E. coli inactivated by the PEC/E-H2O2 process increased by 2.19 and 2.11 times, respectively. The mechanism and the contribution of active species to the process were investigated through a series of competition experiments, fluorescence probes, and EPR measurements. It was verified that the generated radicals, especially h+, •OH, and •O2−, played a significant role in bacterial inactivation. Additionally, the electron transfer mechanism of the PEC/E-H2O2 system and the possible inactivation mechanism of E. coli were proposed. SEM comparisons, potassium ion leakage, and the β-GAL activity decreasing of targeted cells indicated the destruction of the inner and outer cellular membranes, thus causing the inactivation of E. coli. In summary, the study provides a promising alternative disinfection process for drinking water treatment.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

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
4秒前
ada阿达完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
单纯的小土豆完成签到 ,获得积分10
14秒前
喜乐完成签到 ,获得积分10
16秒前
小羊咩完成签到,获得积分0
18秒前
美丽的芙完成签到 ,获得积分10
20秒前
cnvax完成签到,获得积分10
20秒前
22秒前
麦田麦兜完成签到,获得积分10
24秒前
丰富的澜完成签到 ,获得积分10
27秒前
dongqulong完成签到 ,获得积分10
27秒前
zyb完成签到 ,获得积分10
28秒前
lx完成签到 ,获得积分10
30秒前
小白白完成签到 ,获得积分10
31秒前
单纯的忆安完成签到 ,获得积分10
31秒前
不想看文献完成签到 ,获得积分10
33秒前
jixiekaifa完成签到 ,获得积分10
34秒前
安然完成签到 ,获得积分10
37秒前
琳llin完成签到 ,获得积分10
37秒前
飲啖茶发布了新的文献求助50
39秒前
LiShan完成签到 ,获得积分10
40秒前
luckweb完成签到,获得积分10
42秒前
水东流完成签到 ,获得积分10
45秒前
笛卡尔的情书完成签到 ,获得积分10
46秒前
federish完成签到 ,获得积分10
46秒前
吃的饱饱呀完成签到 ,获得积分10
47秒前
南宫士晋完成签到 ,获得积分10
48秒前
yangsheng完成签到 ,获得积分10
52秒前
53秒前
506407完成签到,获得积分10
54秒前
John完成签到,获得积分10
55秒前
锂电说完成签到 ,获得积分10
58秒前
燕儿完成签到 ,获得积分10
58秒前
yang完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
砥砺前行完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Robin完成签到 ,获得积分10
1分钟前
忧郁思远完成签到,获得积分10
1分钟前
mochalv123完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高分求助中
GL 2 A method for assessing the in-place cleanability of food processing equipment, Fourth Edition, December 2023 3000
Annie Ernaux: De la perte au corps glorieux 600
Writing Systems 500
Understanding Modeling and Simulation of Polymerization Reactions 400
Invited Discussant 63O and 64O 400
A revision of Limenitis helmanni and its related species (Nymphalidae) from Central and South China 400
Direct and Iterative Linear System Solvers 400
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6829994
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8541091
关于积分的说明 18172339
捐赠科研通 6170965
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3036416
关于科研通互助平台的介绍 2020573
邀请新用户注册赠送积分活动 2013440