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Precise control of iron activating persulfate by current generation in an electrochemical membrane reactor.
Environment International ( IF 10.3 ) Pub Date : 2019-07-26 , DOI: 10.1016/j.envint.2019.105024 Simiao Wu 1 , Guannan Liang 2 , Xiaohong Guan 3 , Guangren Qian 2 , Zhen He 4
Environment International ( IF 10.3 ) Pub Date : 2019-07-26 , DOI: 10.1016/j.envint.2019.105024 Simiao Wu 1 , Guannan Liang 2 , Xiaohong Guan 3 , Guangren Qian 2 , Zhen He 4
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Activated persulfate (PS) oxidation is promising for contaminant removal but a lack of controllable activation can lead to a loss of reagents and thus low contamination degradation. Herein, we have proposed and investigated an innovative method to control PS activation by introducing ion exchange membrane into electrochemically activated PS. This electrochemical membrane reactor (EMR) could precisely control PS activation by adjusting electrical current for slow release of Fe2+, and also avoid direct contact between PS and a sacrificial anode electrode (iron electrode)/an alkaline cathode solution. It was found that the PS decomposition rate constant was linearly increased by increasing the applied current (R2 = 0.988). The rate of the released Fe2+ also exhibited a linear relationship with the applied current (R2 = 0.995). Compared to one-time dosage of Fe2+, the EMR-based slow-release process had higher contamination degradation and better PS utilization (molar ratio of the decomposed PS to the migrated Fe, 1.04 ± 0.01:1), thereby minimizing the waste of both reaction reagents and generated radicals. The EMR was also employed to degrade a representative dye contaminant in a controllable manner and achieved 95.7 ± 0.7% removal percentage with PS dosage of 3.0 g L-1 within 20 min. This study is among the earliest to explore effective approaches for precisely controlling PS activation and subsequent oxidation of contaminants.
中文翻译：
通过电化学膜反应器中的电流精确控制活化铁的过硫酸盐。
活化的过硫酸盐（PS）氧化有望去除污染物，但是缺乏可控的活化作用会导致试剂损失，从而降低污染物的降解。在此，我们提出并研究了一种通过将离子交换膜引入电化学活化的PS中来控制PS活化的创新方法。该电化学膜反应器（EMR）可以通过调节电流来精确控制PS活化，以缓慢释放Fe2 +，并且还可以避免PS与牺牲阳极电极（铁电极）/碱性阴极溶液直接接触。发现通过增加施加的电流，PS分解速率常数线性增加（R2 ＝ 0.988）。Fe2 +的释放速率也与施加的电流呈线性关系（R2 = 0.995）。与一次性Fe2 +相比，基于EMR的缓释工艺具有更高的污染物降解和更好的PS利用率（分解的PS与迁移的Fe的摩尔比为1.04±0.01：1），从而将两者的浪费降到最低反应试剂和生成的自由基。EMR还用于以可控的方式降解代表性的染料污染物，并且在20分钟内以3.0 g L-1的PS剂量实现了95.7±0.7％的去除率。这项研究是最早探索有效控制PS活化和随后污染物氧化的有效方法之一。从而使反应试剂和所产生的自由基的浪费最小化。EMR还用于以可控的方式降解代表性的染料污染物，并且在20分钟内以3.0 g L-1的PS剂量实现了95.7±0.7％的去除率。这项研究是最早探索有效控制PS活化和随后污染物氧化的有效方法之一。从而使反应试剂和所产生的自由基的浪费最小化。EMR还用于以可控的方式降解代表性的染料污染物，并且在20分钟内以3.0 g L-1的PS剂量实现了95.7±0.7％的去除率。这项研究是最早探索有效控制PS活化和随后污染物氧化的有效方法之一。
更新日期：2019-07-27
中文翻译：
通过电化学膜反应器中的电流精确控制活化铁的过硫酸盐。
活化的过硫酸盐（PS）氧化有望去除污染物，但是缺乏可控的活化作用会导致试剂损失，从而降低污染物的降解。在此，我们提出并研究了一种通过将离子交换膜引入电化学活化的PS中来控制PS活化的创新方法。该电化学膜反应器（EMR）可以通过调节电流来精确控制PS活化，以缓慢释放Fe2 +，并且还可以避免PS与牺牲阳极电极（铁电极）/碱性阴极溶液直接接触。发现通过增加施加的电流，PS分解速率常数线性增加（R2 ＝ 0.988）。Fe2 +的释放速率也与施加的电流呈线性关系（R2 = 0.995）。与一次性Fe2 +相比，基于EMR的缓释工艺具有更高的污染物降解和更好的PS利用率（分解的PS与迁移的Fe的摩尔比为1.04±0.01：1），从而将两者的浪费降到最低反应试剂和生成的自由基。EMR还用于以可控的方式降解代表性的染料污染物，并且在20分钟内以3.0 g L-1的PS剂量实现了95.7±0.7％的去除率。这项研究是最早探索有效控制PS活化和随后污染物氧化的有效方法之一。从而使反应试剂和所产生的自由基的浪费最小化。EMR还用于以可控的方式降解代表性的染料污染物，并且在20分钟内以3.0 g L-1的PS剂量实现了95.7±0.7％的去除率。这项研究是最早探索有效控制PS活化和随后污染物氧化的有效方法之一。从而使反应试剂和所产生的自由基的浪费最小化。EMR还用于以可控的方式降解代表性的染料污染物，并且在20分钟内以3.0 g L-1的PS剂量实现了95.7±0.7％的去除率。这项研究是最早探索有效控制PS活化和随后污染物氧化的有效方法之一。
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