高特异性表面积的石墨烯样生物炭用于绿色微生物的过氧化和双甲氧化氧化氧化在中性pH下

科学领域:

• 环境化学环境化学
• 绿色电合成 绿色电合成
• 废水处理 废水处理

背景情况:

• 微生物燃料电池 (MFCs) 提供了一种可持续的在现场生产过氧化 (H2O2) 的方法.
• 开发高效的催化剂对于提高H2O2生成和MFC中的污染物降解至关重要.
• 双A (BPA) 是一种常见的环境污染物,需要有效的整治策略.

研究的目的:

• 为了研究化学激活的包生物炭 (AcBC) 作为MFC中的阴极催化剂用于H2O2合成.
• 评估AcBC催化MFCs在降解双A (BPA) 的性能.
• 探索在生物电-芬顿系统中应用修改后的AcBC催化剂,以加强BPA的去除.

主要方法:

• 合成和表征化学激活的包生物炭 (AcBC) 作为类似石墨烯的催化剂.
• 用AcBC催化阴极制造装有陶膜的MFC,用于生产H2O2.
• 用Zn-Fe对AcBC催化剂进行修改,用于在生物电-芬顿系统中降解BPA.

主要成果:

• 该AcBC催化剂表现出高特异性表面积 (1604 m2/g) 和类似于石墨烯的特性.
• 该MFC系统的最大H2O2产量为248.9 mg/L,峰值功率密度为125.62 mW/m2.
• 在300分钟的时间内,Zn-Fe/AcBC改性催化剂有效地去除了95.46%的BPA,并在实际废水中减少了51.4%的TOC,在8个循环中保持了90%以上的BPA去除.

结论:

• 生物质衍生,像AcBC这样的石墨烯类碳材料是MFC中绿色H2O2合成的有希望的催化剂.
• 开发的MFC系统有效地产生H2O2,并降解诸如BPA等生物热性有机污染物.
• 这种方法证明了使用生物炭基催化剂处理废水的可持续和高效方法.