Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Ảnh hưởng của điện giải hỗ trợ trong việc sản xuất điện và phân hủy các chất ô nhiễm hữu cơ trong pin nhiên liệu quang xúc tác
Tóm tắt
Nghiên cứu này đã điều tra ảnh hưởng của các điện giải hỗ trợ khác nhau (Na2SO4, MgSO4, NaCl) trong việc phân hủy Reactive Black 5 (RB5) và tạo ra điện. Oxyde kẽm (ZnO) được cố định lên felt carbon đóng vai trò là photoanode, trong khi giấy carbon mạ Pt làm photocathode được đặt trong một pin nhiên liệu quang xúc tác đơn. Hệ thống này sau đó đã được chiếu xạ bởi đèn UV trong 24 giờ. Quá trình phân hủy và khoáng hóa của RB5 với 0.1 M NaCl giảm nhanh sau 24 giờ chiếu xạ, tiếp theo là MgSO4, Na2SO4 và không có điện giải. Điện áp đầu ra cho Na2SO4, MgSO4 và NaCl lần lượt là 908, 628 và 523 mV, sau 24 giờ chiếu xạ; trong khi đó, mật độ dòng ngắn mạch, J
SC là 1.3, 1.2 và 1.05 mA cm−2, tương ứng. Mật độ công suất cho Na2SO4, MgSO4 và NaCl lần lượt là 0.335, 0.256 và 0.245 mW cm−2. Ngược lại, đối với hệ thống không có điện giải hỗ trợ, điện áp đầu ra và mật độ dòng ngắn mạch lần lượt là 271.6 mV và 0.055 mA cm−2. Điện giải hỗ trợ NaCl cho thấy hiệu suất tốt hơn trong việc phân hủy RB5 và tạo ra điện nhờ vào sự hình thành các gốc anion superoxide, điều này tăng cường khả năng phân hủy phẩm nhuộm. Quá trình khoáng hóa của RB5 với các điện giải hỗ trợ khác nhau đã được đo thông qua phân tích quang phổ và giảm nồng độ COD.
Từ khóa
#Điện giải hỗ trợ #phân hủy Reactive Black 5 #tạo ra điện #pin nhiên liệu quang xúc tác #gốc tự do superoxideTài liệu tham khảo
Abdullah N, Kamarudin SK (2015) Titanium dioxide in fuel cell technology: an overview. J Power Sour 278:100–118
Aber S, Daneshvar N, Soroureddin SM, Chabok A, Asadpour-Zeynali K (2007) Study of acid orange 7 removal from aqueous solutions by powdered activated carbon and modeling of experimental results by artificial neural network. Desalination 211:87–95
Akpan UG, Hameed BH (2009) Parameters affecting the photocatalytic degradation of dyes using TiO2-based photocatalysts: a review. J Hazard Mater 170:520–529
Altenbaher B, Turk SS (2009) Treatment of textile processing wastewater with membrane filtrations. Textile 58:367–383
Antoniadou M, Lianos P (2014) Photo-fuel-cells: an alternative route for solar energy conversion. In: Viswanathan B et al. (eds.) Materials and Processes for Solar Fuel Production, Springer New York, pp 135 – 152
Carneiro PA, Osugi ME, Sene JJ, Anderson MA, Zanoni MVB (2004) Evaluation of color removal and degradation of a reactive textile azo dye on nanoporous TiO2 thin-film electrodes. Electrochim Acta 49:3807–3820
Deng Q, Li X, Zuo J, Ling A, Logan BE (2010) Power generation using an activated carbon fiber felt cathode in an upflow microbial fuel cell. J Power Sour 195:1130–1135
Foo KY, Hameed BH (2012) Textual porosity, surface chemistry and adsorptive properties of durian shell derived activated carbon prepared by microwave assisted NaOH activation. Chem Engine J 187:53–62
Ghasemi F, Tabandeh F, Bambai B (2010) Decolorization of different azo dyes by Phanerochaete chrysosporium RP78 under optimal condition. Int J Environ Sci Technol 7:457–464
Hameed BH (2009) Spent tea leaves: a new non-conventional and low-cost adsorbent for removal of basic dye from aqueous solutions. J Hazard Mater 161:753–759
Han R, Zhang S, Xing D, Jian X (2010) Desalination of dye utilizing copoly(phthalazinone biphenyl ether sulfone) ultrafiltration membrane with low molecular weight cut-off. J Membrane Sci 358:1–6
Jain R, Shrivastava M (2008) Photocatalytic removal of hazardous dye cyanosine from industrial waste using titanium dioxide. J Hazard Mater 152(1):216–220
Kaneko M, Ueno H, Saito R, Yamaguchi S, Fuji Y, Nemoto J (2009) UV light-activated decomposition/cleaning of concentrated biomass wastes involving also solid suspensions with remarkably high quantum efficiency. Appl Catal B 91:254–261
Lizama C, Freer J, Baeza J, Mansilla HD (2002) Optimized photodegradation of Reactive Blue 19 on TiO2 and ZnO suspensions. Catal Today 76:235–246
Lü X-f, Ma H-r, Zhang Q, Du K (2013) Degradation of methyl orange by UV, O3 and UV/O3 systems: analysis of the degradation effects and mineralization mechanism. Res Chem Intermed 39:4189–4203
Lucas MS, Tavares PB, Peres JA, Faria JL, Rocha M, Pereira C, Freire C (2013) Photocatalytic degradation of Reactive Black 5 with TiO2-coated magnetic nanoparticles. Catal Today 209:116–121
Lόpez-Grimau VL, Gutiérrez MC (2006) Decolorisation of simulated reactive dyebath effluents by electrochemical oxidation assisted by UV light. Chemosphere 62:106–112
Muruganandham M, Swaminathan M (2004) Solar photocatalytic degradation of reactive azo dye in TiO2-suspension. Sol Energy Mater Sol Cells 81:439–457
Nagaveni K, Sivalingam G, Hegde MS, Madras G (2004) Solar photocatalytic degradation of dyes: high activity of combustion synthesized nano TiO2. Appl Catal B: Environ 48:83–93
Ng TW, Cai Q, Wong CK, Chow AT, Wong PK (2010) Simultaneous chromate reduction and azo dye decolorization by Brevibacterium casei: azo dye as electron donor for chromate reduction. J Hazard Mater 182:792–800
Nishio J, Tokumura M, Znad HT, Kawase Y (2006) Photocatalytic decolorization of azo-dye with zinc oxide powder in an external UV light irradiation slurry photoreactor. J Hazard Mater B138:106–115
O’Hayre R, Cha SW, Colella W, Prinz FB (2006) Fuel cell fundamentals. John Wiley & Sons, New York, p 141
Ong SA, Min OM, Ho LN, Wong YS (2012) Comparative study on photocatalytic degradation of mono azo dye Acid Orange 7 and Methyl Orange under solar light irradiation. Wat Air Soil Pollut 223:5483–5493
Pakshirajan K, Singh S (2010) Decolorization of synthetic wastewater containing azo dyes in a batch-operated rotating biological contactor reactor with the immobilized fungus Phanerochaete chrysosporium. Ind Eng Chem Res 49:7484–7487
Quanpeng C, Jing B, Jinhua L (2014) Aerated visible-light responsive photocatalytic fuel cell for wastewater treatment with producing sustainable electricity in neutral solution. Chem Engine J 252:89–94
Rajkumar D, Palanivelu K (2004) Electrochemical treatment of industrial wastewater. J Hazard Mater B113:123–129
Rao AN, Sivasankar B, Sadasivam V (2009) Kinetic studies on the photocatalytic degradation of Direct Yellow 12 in the presence of ZnO catalyst. J Molecular Catal A: Chem 306:77–81
Regonini D, Clemens FJ (2015) Anodized TiO2 nanotubes: effect of anodizing tie on film length, morphology and photoelectrochemical properties. Mater Lett 142:97–101
Rekha R, Chauhan P, Gangopadhyay UK (2009) Zero effluent process by using membrane type solute separation systems for wet process house. Asian Text J 18:65–69
Rio AID, Benimeli MJ, Molina J, Bonastre J, Cases F (2012) Electrochemical treatment of C.I. Reactive Black 5 solutions on stabilized doped Ti/SnO2 electrodes. Inter J Electrochem Sci 7:13074–13092
Solanki K, Subramaniam S, Basu S (2013) Microbial fuel cells for azo dye treatment with electricity generation: a review. Bioresour Technol 131:564–571
Tang T, Li K, Ying D, Sun T, Wang Y, Jia J (2014) High efficient aqueous-film rotating disk photocatalytic fuel cell (RDPFC) with triple functions: cogeneration of hydrogen and electricity with dye degradation. Int J Hydro Energy 39:10258–10266
Wang Y, Hosono T, Hasebe Y (2013) Hemin-adsorbed carbon-felt for sensitive and rapid flow-amperometric detection of dissolved oxygen. Microchim Acta 180:1295–1302
Wang B, Zhang H, Lu X-Y, Xuan J, Leung MKH (2014) Solar photocatalytic fuel cell using CdS-TiO2 photoanode and air-breathing cathode for wastewater treatment and simultaneous electricity production. Chem Engine J 253:174–182
Yahya H, Alireza A, Elham A, Ali A (2012) Removal of Acid Orange 7 and Remazol Black 5 reactive dyes from aqueous solutions using a novel biosorbent. Mater Sci Engine C 32:1394–1400
Zanoni MVB, Sene JJ, Anderson MA (2003) Photoelectrocatalytic degradation of Remazol Brilliant Orange 3R on titanium dioxide thin-film electrodes. J Photochem Photobiol A: Chem 157:55–63
Zhu X, Ni J (2009) Simultaneous processes of electricity generation and p-nitrophenol degradation in a microbial fuel cell. Electrochem Comm 11:274–277