The degradation of ibuprofen in a novel microbial fuel cell with PANi@CNTs/SS bio-anode and CuInS2 photocatalytic cathode: Property, efficiency and mechanism

阴极 布洛芬 微生物燃料电池 材料科学 阳极 化学工程 光催化 降级(电信) 机制(生物学) 催化作用 纳米技术 电极 化学 有机化学 电气工程 药理学 物理化学 工程类 医学 哲学 认识论
作者
Peng Xu,Dayang Zheng,Zhiyi Xie,Qiulai He,Jian Yu
出处
期刊:Journal of Cleaner Production [Elsevier]
卷期号:265: 121872-121872 被引量:46
标识
DOI:10.1016/j.jclepro.2020.121872
摘要

Microbial fuel cell is an energy-saving bioelectrochemical method for degrading organic pollutants, but it has some limitations in practical application due to the high cathode overpotential, low power output and slow degradation efficiency. Here, a novel photo-catalytic microbial fuel cell (Photo-MFC) coupling with a bioanode and a photocatalytic cathode, is used for ibuprofen (IBU) degradation and simultaneous power generation. Bioanode [email protected] nanotubes/stainless steel ([email protected]/SS) is synthesized through an in-situ polymerization method, and the properties of [email protected] and CNTs are characterized via BET, XRD, SEM and CV techniques. Photocatalytic cathode CuInS2 is characterized by techniques including the XRD, SEM and UV–Vis diffuse reflectance spectroscopy. And the kinetic data confirmed that the degradation process of IBU under different initial concentrations and different pH conditions conforms to the pseudo-first-order kinetic model. Under optimal conditions, IBU removal rate is 75.94% corresponding to the maximum power density 0.119 W/m2, current density 0.75 A/m2, voltage 950 mV, columbic efficiency (EC) 31%, energy conversion recovery (εE) 11%, cathodic H2O2 efficiency (Rcat) 52%, mineralization current efficiency (MCE) 65.1%. Additionally, •O2− and •OH are proved to be the main reactive oxidative species by trapping experiments, thus electron transfer mechanism of the system and IBU degradation pathway are speculated. Finally, it is verified that the new Photo-MFC could improve the separation of semiconductor photocarriers and enhance the cathode reduction of pollutants, which is a new long-term stable eco-friendly treatment technology for refractory pollutants and provides an experimental basis for the future engineering application.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
1秒前
1秒前
冷茗完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
张垚发布了新的文献求助10
2秒前
梅耀寰发布了新的文献求助10
2秒前
靓丽幻梅完成签到,获得积分10
2秒前
研友_VZG7GZ应助nn采纳,获得10
2秒前
沉默南露发布了新的文献求助10
2秒前
郭露露完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
3秒前
3秒前
3秒前
4秒前
孟祥飞完成签到,获得积分10
4秒前
LLL完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
4秒前
活泼山雁发布了新的文献求助10
5秒前
mp5完成签到,获得积分10
5秒前
月中天梧桐栖完成签到,获得积分10
5秒前
zsj完成签到 ,获得积分10
5秒前
yqsf789发布了新的文献求助10
6秒前
温暖的白猫完成签到,获得积分10
6秒前
咕咕完成签到 ,获得积分10
6秒前
NexusExplorer应助专注钢笔采纳,获得10
6秒前
YuZhang完成签到 ,获得积分10
6秒前
舒心妙旋发布了新的文献求助10
6秒前
kk完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
7秒前
传奇3应助沉默南露采纳,获得10
7秒前
四季安完成签到 ,获得积分10
8秒前
震动的听安完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
顾勇完成签到,获得积分0
9秒前
李燕伟完成签到 ,获得积分10
9秒前
好好发布了新的文献求助10
10秒前
snowpie完成签到 ,获得积分10
10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
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1621
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] | NHBS Field Guides & Natural History 1500
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 1000
Brittle fracture in welded ships 1000
Metagames: Games about Games 700
King Tyrant 680
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5573997
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4660326
关于积分的说明 14728933
捐赠科研通 4600192
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2524706
邀请新用户注册赠送积分活动 1495014
关于科研通互助平台的介绍 1465017