Grafiskt abstrakt. Kredit:Applied Catalysis B:Environmental (2022). DOI:10.1016/j.apcatb.2022.121858
En gemensam forskargrupp ledd av Prof. Sun Chenglin, Prof. Wei Huangzhao och Prof. Li Rengui från Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) vid den kinesiska vetenskapsakademin (CAS) har utvecklat en ny kopplingsstrategi för fotokatalytisk vattenoxidation och katalytisk våtperoxidoxidation (Photo-CWPO) för effektiv organisk rening av avloppsvatten.
Denna studie publicerades i Applied Catalysis B:Environmental den 17 augusti.
CWPO-teknologi är en slags avancerad oxidationsprocess för avancerad behandling av organiskt avloppsvatten med hydroxylradikal (·OH), som genereras från väteperoxidoxidation katalyserad av Fe 2+ . Ändå låg utnyttjandeeffektivitet för H2 O2 och svårigheter att cirkulera järnjoner leder till höga kostnader och indirekt energiförbrukning, vilket begränsar dess ytterligare storskaliga tillämpning.
I den föreslagna Photo-CWPO-strategin, effektiv cirkulation av Fe 3+ / Fe 2+ joner uppnåddes genom Fe 3+ jonreduktion av fotogenererade elektroner, och under tiden användes fotogenererade hål för att bryta ned organiska föroreningar.
Forskarna använde dekaeder BiVO4 fotokatalysator för att åstadkomma effektiv cirkulation av Fe 3+ / Fe 2+ joner med en selektivitet på ~100 %, tack vare den unika rumsliga fotogenererade laddningsseparationen mellan olika aspekter av BiVO4 kristall, som hämmade bildningen av järnslam i den traditionella CWPO-processen.
H2 O2 arter kan genereras via en tvåhåls-involverad oxidationsprocess av H2 O på {110} aspekter av dekaeder BiVO4 kristaller under Fe 3+ reduktionsprocessen på {010} aspekterna, vilket kan fylla på H2 O2 konsumtion och fullt utnyttja både fotogenererade elektroner och hål för nedbrytning av föroreningar. Denna strategi uppnådde en mycket högre total organisk kolavlägsnandehastighet i kopplingssystemet än CWPO-processen.
"Photo-CWPO-strategin kunde tillämpas för att mineralisera olika organiska föroreningar och visade stor universalitet och stabilitet", säger prof. Sun.
"Vi har tillämpat denna strategi för rening av avloppsvatten från kolkemisk industri, metanol till olefinindustri och osymmetrisk dimetylhydrazinindustri, som alla visade god reningseffektivitet", säger prof. Wei. + Utforska vidare
