Constructing a carbon sphere-embedded Fe0 for accelerating electro-peroxone oxidation effectively: The dual catalytic role with O3 and H2O2

催化作用 化学 溶解 猝灭(荧光) 矿化(土壤科学) 电子顺磁共振 腐蚀 降级(电信) 苯酚 碳纤维 核化学 材料科学 荧光 有机化学 核磁共振 物理 量子力学 计算机科学 氮气 复合数 复合材料 电信
作者
Jinxin Xie,Yang Zheng,Qizhan Zhang,Shasha Li,Jinyu Gu,Minghua Zhou,Chunhua Wang,Yang Li
出处
期刊:Applied Catalysis B-environmental [Elsevier]
卷期号:320: 121935-121935 被引量:23
标识
DOI:10.1016/j.apcatb.2022.121935
摘要

Recognizing the high energy consumption for in-situ generation of H2O2 and low mass transfer of O3 in electro-peroxone (EP), Fe0 embedded in carbon sphere (Fe0@CS) was synthesized to fulfill the efficient treatment of various pollutants. At optimal condition, the degradation and mineralization of 100 mg/L phenol were 100% with k (0.20 min−1) at 15 min and 72.1% at 60 min with iron dissolution (1.61 mg/L) and low energy consumption (0.067 kWh (g TOC)−1). The utilization efficiency of O3 and H2O2 increased by 1.9 – 11.5% and 16.8 – 27.1%, respectively. Fe2+ originated from the faster H2O2 corrosion, initiated heterogeneous Fenton-like and catalytic ozonation reaction. The quenching and electron paramagnetic resonance experiments manifested the existence and mutual transformation of •OH, •O2- and 1O2, among which •OH was dominant. Fe0@CS/EP realized the simultaneous catalysis of O3 and H2O2 over wide pH 3 – 10, which had broad prospects for wastewater purification.
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