Efficient H2O2 production from urine treatment based on a self-biased WO3/TiO2-Si PVC photoanode and a WO3/CMK-3 cathode

阴极 尿 材料科学 废水 电极 氮气 法拉第效率 降级(电信) 阳极 化学工程 无机化学 化学 环境工程 有机化学 工程类 环境科学 计算机科学 电信 物理化学 生物化学
作者
Lei Li,Jinhua Li,Fei Fang,Yan Zhang,Tingsheng Zhou,Changhui Zhou,Jing Bai,Baoxue Zhou
出处
期刊:Applied Catalysis B-environmental [Elsevier BV]
卷期号:333: 122776-122776 被引量:30
标识
DOI:10.1016/j.apcatb.2023.122776
摘要

Urine accounts for only 1% of municipal wastewater volume but contributes 80% of nitrogen, which has become one of the challenges for existing wastewater treatment plants. Herein, we proposed a novel approach based on a self-biased WO3/TiO2-Si PVC photoanode and a WO3-modified mesoporous carbon (CMK-3) cathode (WO3/CMK-3) to produce significantly high-value chemical H2O2 from urine treatment with effective total nitrogen removal. The central idea of the design is to achieve a feasible reversal of the thermodynamic trend of O2 reduction to H2O2 from a non-spontaneous to a strongly spontaneous process by combining it with a urine treatment reaction that releases large amounts of chemical energy in the photoelectrocatalytic (PEC) system. The results indicated that the H2O2 production was boosted remarkably by urine disposal reaction (5.13 mg cm−2 h−1) with a faradaic efficiency of 72%, and the WO3/CMK-3 cathode showed 6.1 and 2.5 times higher H2O2 production activity than the common gas diffusion electrode and carbon felt electrode, respectively. Moreover, urine was degraded effectively into N2 with a total nitrogen removal of 91.4% within 120 min, and the kinetic constant of urine degradation was 0.0397 min−1, which was 15.4 times that of the blank. The results of ESR and quenching experiments demonstrated that the amine group of urine selectively and rapidly converted into N2 by Cl•. This study provides new insights into efficient urine disposal and synchronous H2O2 production.
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
CNSir完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
1秒前
2秒前
2秒前
Asta完成签到,获得积分10
3秒前
文艺的冬卉完成签到,获得积分20
4秒前
温温完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
冷静代天发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
TODAY发布了新的文献求助10
5秒前
苏七发布了新的文献求助10
6秒前
知识啵啵完成签到,获得积分10
6秒前
aajhajkahna应助dingo采纳,获得10
6秒前
大个应助珍珠一号采纳,获得10
7秒前
kwl完成签到,获得积分20
7秒前
英吉利25发布了新的文献求助10
7秒前
光头哥完成签到,获得积分10
7秒前
如意康驳回了Ava应助
8秒前
Zxyvv完成签到,获得积分10
8秒前
vampv应助xwj采纳,获得10
8秒前
辛勤采柳发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
9秒前
9秒前
9秒前
华仔应助赵可唯采纳,获得20
9秒前
科研通AI6.4应助A羽采纳,获得10
9秒前
顾矜应助大力小懒虫采纳,获得10
10秒前
Samming发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
11秒前
主动发疯完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
礼礼完成签到 ,获得积分10
12秒前
Zero完成签到 ,获得积分10
12秒前
huang应助阿呆采纳,获得10
13秒前
沉静小蚂蚁完成签到,获得积分10
13秒前
家若完成签到 ,获得积分10
13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
化工安全与环保 1000
Autoparametric Resonance in Mechanical Systems 1000
基于锂离子电池正极材料回收的绿色溶剂开发及工程化应用研究 800
Cosmos as Art Object: Studies in Plato's Timaeus and Other Dialogues 600
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7652627
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9223972
关于积分的说明 19811220
捐赠科研通 7218585
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3278985
关于科研通互助平台的介绍 2439714
邀请新用户注册赠送积分活动 2278186