Strong synergy of piezoelectric photocatalysis in PFC catalyzed by BaTiO3/Bi2WO6 anode and with peroxymonosulfate to remove rhodamine B

光催化 罗丹明B 催化作用 阳极 反应速率常数 曝气 材料科学 X射线光电子能谱 化学 光化学 化学工程 动力学 电极 物理化学 有机化学 工程类 物理 量子力学
作者
Wenjie Hou,Zhenyu Chen,Lifen Liu
出处
期刊:Journal of Sol-Gel Science and Technology [Springer Science+Business Media]
卷期号:104 (1): 125-137 被引量:13
标识
DOI:10.1007/s10971-022-05898-7
摘要

In this study, BaTiO3/Bi2WO6 was prepared via a facile hydrothermal method and tested as the anode catalyst in piezo-photocatalytic fuel cells (PZ-PFC) degrading rhodamine B (RhB). The optimal composite catalyst H11 has a molar ratio of 1:1 for BaTiO3 to Bi2WO6. It was characterized using TEM, XPS and UV–Vis etc. Its performance in PFC on stainless-steel anode (counter carbon rod cathode) and the reaction rate constant in RhB removal is 7.13 times the BaTiO3 anode and 5.26 times the Bi2WO6 anode. The reaction rate constant using H11 in PZ-PFC was 0.08 min −1 with visible light irradiation and constant aeration, it was 115 times the PFC without aeration and 3.15 times the PZ-FC without photocatalysis, indicating the strong synergy of photocatalysis with piezoelectric catalysis in PZ-PFC. With only 0.07 mM peroxymonosulfate (PMS), forming the PMS-PZ-PFC, the kinetic reaction rate constant (K) was 0.14 min−1, 1.66 times the PZ-PFC system. Singlet oxygen and hydroxy radicals played more significant role in degrading pollutant in such process. With micro/nano bubble in the PMS-PZ-PFC, the reaction rate constant was higher than without micro/nano bubble. The PMS-PZ-PFC synergy system has high application potential in water treatment. Graphical abstract
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