Sequential H 2 O 2 Production and Activation via Dual-Cathode Flow-Through Electrocatalysis for Efficient and Sustainable Water Treatment

阳极 阴极 阴极保护 电催化剂 电化学 环境友好型 材料科学 工艺工程 生产(经济) 可扩展性 环境科学 碳纤维 纳米技术 分解水 石墨 可持续生产 连续生产 电极 废物管理 化学工程 水处理 化学 还原(数学)
作者
Huaijia Xin,Xiaofeng Zhang,Wenkai An,Wei Zhang,Gong Zhang,Qinghua Ji,Huijuan Liu,Jiuhui Qu
出处
期刊:Environmental Science & Technology [American Chemical Society]
卷期号:60 (11): 8872-8883 被引量:3
标识
DOI:10.1021/acs.est.6c01602
摘要

Conventional electrochemical water treatment typically focuses on anodic oxidation or cathodic reduction. In contrast, highly efficient anode–cathode synergy can achieve effects beyond the capability of either single electrode, enabling low-carbon and sustainable pollutant removal. Herein, we developed a reagent- and aeration-free system for continuous ·OH generation by integrating anodic O 2 evolution with cathodic H 2 O 2 production and activation cascades in a dual-cathode stacked flow-through electrochemical reactor. Low-cost graphite felt (GF) and stainless-steel mesh (SSM) cathodes selectively facilitated O 2 /H 2 O 2 and H 2 O 2 /·OH conversions. The stacked flow-through design established a self-sustaining ·OH production pathway, driving O 2 transport from the anode to the GF cathode for H 2 O 2 generation, followed by directional H 2 O 2 delivery to the SSM cathode for ·OH formation. Compared to a single-cathode system, the dual-cathode design maintained high Cr(VI) reduction (>95%) while enhancing Ni-EDTA decomplexation and total organic carbon (TOC) removal by up to 41% and 70%, respectively. Under optimized conditions (2.5 V, 2.5 mL/min), the dimensionally stable anode (DSA)/GF-SSM stacked flow-through system achieved 100% Cr(VI) detoxification, 99.9% Ni-EDTA decomplexation, and 50.8% TOC mineralization. Moreover, it demonstrated exceptional longevity and industrial scalability through continuous operation for 50 days. This study presents a feasible energy-efficient ·OH generation strategy, offering a practical, sustainable, and environmentally friendly solution for treating complex wastewater.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
刚刚
刚刚
刚刚
科研小白发布了新的文献求助10
1秒前
英姑的应助被一颗星采纳,获得30
1秒前
赫连山菡的应助被宣以晴采纳,获得10
1秒前
1秒前
易遇乐完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
3秒前
CodeCraft的应助被qiao采纳,获得10
3秒前
3秒前
yuyuyu发布了新的文献求助10
3秒前
共享精神的应助被sqq采纳,获得10
3秒前
论高等数学的无用性完成签到 ,获得积分10
3秒前
月拂完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
研友_VZG7GZ的应助被霸天哥哥采纳,获得10
3秒前
duwang完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
深情安青的应助被古德猫腻采纳,获得10
4秒前
丘比特的应助被哈喽采纳,获得10
4秒前
time完成签到,获得积分10
4秒前
bkagyin的应助被Kk采纳,获得10
4秒前
完犊子发布了新的文献求助10
4秒前
懵懂的芝麻完成签到,获得积分10
4秒前
无花果的应助被spring采纳,获得10
5秒前
华仔的应助被LEO采纳,获得10
5秒前
Jasper的应助被寻悦采纳,获得10
5秒前
鲸鱼尾粥发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
6秒前
Jamesliu完成签到,获得积分10
6秒前
nmsl发布了新的文献求助10
6秒前
可爱多的应助被谭英采纳,获得10
6秒前
烟花的应助被Zz采纳,获得10
7秒前
Hanmou发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
encounter完成签到,获得积分10
7秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Energie-Contracting 1500
Spec 401: Standards for Jet Fuel Facility and Equipment Commissioning and Flushing at Airports, 2026.1 (Original Issue) 1000
Spec 103: Standard for Jet Fuel Quality Control at Airports, Revision 2026.1 1000
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Introduction to Industrial/Organizational Psychology 800
Topological Photonics: Fundamentals and Applications 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8094908
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9506395
关于积分的说明 21454189
捐赠科研通 7668720
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3406078
关于科研通互助平台的介绍 2534131
邀请新用户注册赠送积分活动 2445427