Efficient Electrochemical Oxidation of Perfluorooctanoate Using a Ti/SnO2-Sb-Bi Anode

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作者
Qiongfang Zhuo,Shubo Deng,Bo Yang,Jun Huang,Gang Yu
出处
期刊:Environmental Science & Technology [American Chemical Society]
卷期号:45 (7): 2973-2979 被引量:330
标识
DOI:10.1021/es1024542
摘要

The electrochemical decomposition of persistent perfluorooctanoate (PFOA) with a Ti/SnO2-Sb-Bi electrode was demonstrated in this study. After 2 h electrolysis, over 99% of PFOA (25 mL of 50 mg·L−1) was degraded with a first-order kinetic constant of 1.93 h−1. The intermediate products including short-chain perfluorocarboxyl anions (CF3COO−, C2F5COO−, C3F7COO−, C4F9COO−, C5F11COO−, and C6F13COO−) and F− were detected in the aqueous solution. The electrochemical oxidation mechanism was revealed, that PFOA decomposition first occurred through a direct one electron transfer from the carboxyl group in PFOA to the anode at the potential of 3.37 V (vs saturated calomel electrode, SCE). After that, the PFOA radical was decarboxylated to form perfluoroheptyl radical which allowed a defluorination reaction between perfluoroheptyl radical and hydroxyl radical/O2. Electrospray ionization (ESI) mass spectrum further confirmed that the oxidation of PFOA on the Ti/SnO2-Sb-Bi electrode proceeded from the carboxyl group in PFOA rather than C−C cleavage, and the decomposition processes followed the CF2 unzipping cycle. The electrochemical technique with the Ti/SnO2-Sb-Bi electrode provided a potential method for PFOA degradation in the aqueous solution.
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