平行板流反应器作为电化学氧化处理单一和三色染料废水的替代技术

IF 16.4 1区化学 Q1 CHEMISTRY, MULTIDISCIPLINARY

Accounts of Chemical Research Pub Date : 2023-09-19 DOI:10.29356/jmcs.v67i4.2028

Maiara Barbosa Ferreira, Elaine Cristina M. de Moura Santos, José Heriberto Oliveira Nascimento, Felipe Mendonça Fontes Galvão, ELISAMA VIEIRA DOS SANTOS, José Eudes Lima Santos, Patricio J. Espinoza-Montero, Carlos Alberto Martínez-Huitle

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Higher color removal was achieved with Ti/Pt-Sn-Sb in all treated effluents compared to Ti/Pt at all electrolysis times, due to high oxidant production, especially hydroxyl radicals on their surface. Polymer film formation on the anode surface inhibited chemical oxygen demand (COD) removal during the treatment of a single effluent containing RY 3RS and RR-RR Gran dyes with either anode, whereas COD removal efficiencies of 13.93 % and 30.03 %, and 54.74 % and 74.48 % were obtained for Ti/Pt and Ti/Pt-Sn-Sb, respectively, in treating trichromy effluent after 240 min of electrolysis. Lower energy consumption was required by Ti/Pt-Sn-Sb compared to the Ti/Pt anode. In most of the trials studied, EO enhanced dissolved oxygen (DO) and reduced effluent turbidity, making it safe for disposal in the environment. Resumen. La oxidación electroquímica (EO) se ha investigado como una técnica de tratamiento alternativa para la remediación de efluentes textiles reales que contienen un solo tinte y una tricromía de Remazol Yellow 3RS (RY 3RS), Remazol Red RR Gran (RR-RR Gran) y Navy Blue CL -R (NB CL-R), utilizando un reactor de flujo de placas paralelas equipado con materiales electrocatalíticos Ti/Pt o Ti/Pt-Sn-Sb y Ti como cátodo. Se examinó la influencia del material del ánodo y las densidades de corriente aplicadas sobre la decoloración, la reducción de materia orgánica, el potencial de celda y el consumo de energía durante la EO. Se logró una mayor remoción de color con Ti/Pt-Sn-Sb en todos los efluentes tratados en comparación con Ti/Pt en todos los tiempos de electrólisis, debido a la alta producción de oxidantes, especialmente radicales hidroxilos en su superficie. La formación de una película de polímero en la superficie del ánodo inhibió la eliminación de la demanda química de oxígeno (DQO) durante el tratamiento de un solo efluente que contenía colorantes RY 3RS y RR-RR Gran con cualquiera de los ánodos, mientras que las eficiencias de eliminación de DQO del 13,93 % y 30,03 %, y del 54,74 % y Se obtuvo 74,48 % para Ti/Pt y Ti/Pt-Sn-Sb, respectivamente, en el tratamiento de efluentes de tricromía después de 240 min de electrólisis. El Ti/Pt-Sn-Sb requería un menor consumo de energía en comparación con el ánodo de Ti/Pt. 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摘要

摘要采用平行板流反应器，以Ti/Pt或Ti/Pt- sn - sb电催化材料和Ti为阴极，研究了电化学氧化(EO)作为一种替代处理技术，用于修复含有单一染料和三色雷马唑黄3RS (RY 3RS)、雷马唑红RR Gran (RR-RR Gran)和藏青色CL-R (NB CL-R)染料的真实纺织废水。考察了阳极材料和外加电流密度对电解过程中脱色、有机物减少、电池电位和能耗的影响。与所有电解时间的Ti/Pt- sn - sb相比，在所有处理过的废水中，Ti/Pt- sn - sb的去色效果都更好，这是由于其表面产生了大量氧化剂，尤其是羟基自由基。阳极表面聚合物膜的形成抑制了任何一种阳极处理含有RY 3RS和RR-RR Gran染料的单一出水的化学需氧量(COD)去除率，而电解240 min后，三色出水对Ti/Pt和Ti/Pt- sn - sb的COD去除率分别为13.93%和30.03%，对Ti/Pt和Ti/Pt- sn - sb的去除率分别为54.74%和74.48%。与Ti/Pt阳极相比，Ti/Pt- sn - sb阳极的能耗更低。在研究的大多数试验中，EO增强了溶解氧(DO)并降低了废水浊度，使其可以安全地在环境中处理。Resumen。La oxidación electroquímica (EO)研究了一种新型混合材料:混合材料的混合材料:混合材料的混合材料remediación混合材料的混合材料remediación混合材料的混合材料:混合材料tricromía混合材料:混合材料tricromía混合材料:混合材料tricromía混合材料:混合材料electrocatalíticos /Pt / Ti/Pt- sn - sb / Ti como cátodo参见examinó la influencia del material del ánodo，通过las densidades de conriente applications de sobre la decoloración, la reducción de materials orgánica，通过el consumo de energía durante la EO找到潜在的材料。Se logró una mayor remoción de color con Ti/Pt- sn - sb en todos los eflutes tratados en comparación con Ti/Pt en todos los tiempos de electrólisis, debido a la alta producción de oxidantes，特别是自由基hidroxilos en su surface。de polimero en La La formacion de una pelicula superficie del anodo inhibio La eliminacion de La demanda quimica de氧气(DQO)杜兰特及联合国独奏efluente是contenia着色剂RY 3 rs y RR-RR格兰con cualquiera de los anodos mientras, de eliminacion de las eficiencias DQO del 13日y 30 93%, 03%, y del 54, y Se obtuvo 74 74%, 48%对位Ti / Pt y Ti / Pt-Sn-Sb respectivamente,及在de efluentes de tricromia de electrolisis 240分钟。El Ti/Pt- sn - sb requería unmenor consumo de energía en comparación con El ánodo de Ti/Pt。En la mayoría de los ensayos studados, el EO mejoró el oxígeno disuelto (OD) y redujo la turbidez del fluente, haci ndolo seguro para su eliminación En el medio ambiente。

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Electrochemical Oxidation Using Parallel Plate Flow Reactors as an Alternative Technique to Treat Single and Trichromy Dye Effluents

Abstract. Electrochemical oxidation (EO) has been investigated as an alternative treatment technique for the remediation of real textile effluents containing a single dye and a trichromy of Remazol Yellow 3RS (RY 3RS), Remazol Red RR Gran (RR-RR Gran) and Navy Blue CL-R (NB CL-R) dyes, using a parallel plate flow reactor equipped with Ti/Pt or Ti/Pt-Sn-Sb electrocatalytic materials and Ti as cathode. The influence of the anode material and applied current densities on decolourization, organic matter decrease, cell potential and energy consumption during EO was examined. Higher color removal was achieved with Ti/Pt-Sn-Sb in all treated effluents compared to Ti/Pt at all electrolysis times, due to high oxidant production, especially hydroxyl radicals on their surface. Polymer film formation on the anode surface inhibited chemical oxygen demand (COD) removal during the treatment of a single effluent containing RY 3RS and RR-RR Gran dyes with either anode, whereas COD removal efficiencies of 13.93 % and 30.03 %, and 54.74 % and 74.48 % were obtained for Ti/Pt and Ti/Pt-Sn-Sb, respectively, in treating trichromy effluent after 240 min of electrolysis. Lower energy consumption was required by Ti/Pt-Sn-Sb compared to the Ti/Pt anode. In most of the trials studied, EO enhanced dissolved oxygen (DO) and reduced effluent turbidity, making it safe for disposal in the environment. Resumen. La oxidación electroquímica (EO) se ha investigado como una técnica de tratamiento alternativa para la remediación de efluentes textiles reales que contienen un solo tinte y una tricromía de Remazol Yellow 3RS (RY 3RS), Remazol Red RR Gran (RR-RR Gran) y Navy Blue CL -R (NB CL-R), utilizando un reactor de flujo de placas paralelas equipado con materiales electrocatalíticos Ti/Pt o Ti/Pt-Sn-Sb y Ti como cátodo. Se examinó la influencia del material del ánodo y las densidades de corriente aplicadas sobre la decoloración, la reducción de materia orgánica, el potencial de celda y el consumo de energía durante la EO. Se logró una mayor remoción de color con Ti/Pt-Sn-Sb en todos los efluentes tratados en comparación con Ti/Pt en todos los tiempos de electrólisis, debido a la alta producción de oxidantes, especialmente radicales hidroxilos en su superficie. La formación de una película de polímero en la superficie del ánodo inhibió la eliminación de la demanda química de oxígeno (DQO) durante el tratamiento de un solo efluente que contenía colorantes RY 3RS y RR-RR Gran con cualquiera de los ánodos, mientras que las eficiencias de eliminación de DQO del 13,93 % y 30,03 %, y del 54,74 % y Se obtuvo 74,48 % para Ti/Pt y Ti/Pt-Sn-Sb, respectivamente, en el tratamiento de efluentes de tricromía después de 240 min de electrólisis. El Ti/Pt-Sn-Sb requería un menor consumo de energía en comparación con el ánodo de Ti/Pt. En la mayoría de los ensayos estudiados, el EO mejoró el oxígeno disuelto (OD) y redujo la turbidez del efluente, haciéndolo seguro para su eliminación en el medio ambiente.

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