基于蜡烛灰构建的电-Fenton体系中H2O2的生成与磺胺甲恶唑的降解

摘要：

本文构建了基于蜡烛灰(CS)的电-Fenton体系,研究了体系中H2O2的原位生成和磺胺甲恶唑(SMX)的降解.研究发现,在蜡烛火焰中部收集得到的CS为40-50 nm的疏水性球状颗粒.经过热处理后,样品的比表面积由61.792 m2·g-1(CS)升高到67.098 m2·g-1(CS-200)、102.54 m2· g-1(CS-400)、322.85 m2·g-1(CS-600)和680.69 mL g-1(CS-800),为氧气还原反应(ORR)提供了更多的反应活性位点.介孔体积由0.1463 cm3·g-1(CS)升高到0.1723 cm3·g-1(CS-200)、0.1740 cm3·g-1(CS-400)、0.2686 em3·g-1(CS-600)、和0.3570 cm3·g-1(CS-800).除CS-200外,热处理增加了样品表面含氧官能团比例,显著提高了样品的亲水性.旋转圆盘电极(RDE)实验证明,CS,CS-200和CS-400表面ORR为2e-途径,而CS-600和CS-800表面氧气还原涉及4e-途径,并且与其他样品相比,CS-400显示出最高的2e-ORR催化活性,这与其表面存在较高比例的COOH基团(23.15％)和较大的介孔比例(50.39％)有关.在以CS-400空气阴极搭建的电-Fenton体系中,H2O2浓度在60 min内可以积累到1277 mg·L-1,产量可达5.11 mg· h-1·cm-2.连续5次SMX降解实验中,60 min内SMX的降解率均保持在100％.因此,基于CS构建的电-Fenton体系显示出很高的SMX降解能力和运行稳定性,具有很大的实际应用价值.

关键词：电-Fenton、H2O2、氧气还原反应、两电子途径、磺胺甲恶唑

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分类号：O643.36;TQ426.6;X703.1

资助基金：江苏省自然科学基金BK20171141

在线出版日期：2021-06-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：1206-1215