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Heterogeneous fenton oxidation of methylene blue with fe-impregnated biochar catalyst

biochar 2020年第2期2卷 164-175页

作者： Jong‑Hwan Park Jim J.Wang Ki Hun Park Dong‑Cheol Seo Divison of Applied Life Science(BK21 Plus)and Institute of Agriculture and Life Science Gyeongsang National UniversityJinju 52828South Korea School of Plant Environmental and Soil SciencesLouisiana State University Agricultural CenterBaton RougeLA 70803USA

fe-impregnated biochar(fe-BC)as high-efficiency heterogeneous fenton catalyst was synthesized and evaluated in detail for its catalytic activity,stability and reusability under various *** optimal conditions for the fenton oxidation of methylene blue(MB)as model dye were determined as 0.075 g/L H_(2)O_(2),0.5 g/L fe-BC for 0.1 g/L MB,which resulted in optimum Dye:fe_(cat):H_(2)O_(2) ratio of 1:5:0.75(on g/L basis)or[Dye]:[fe_(total)]:[H_(2)O_(2)]molar ratio of 1:6.2:7.0 *** effective degradation of MB was identified over a wider pH range,and even after four consecutive runs fe-BC maintained above 95%MB removal rate within 3 min of treatment with low fe release,indicating strong stability and *** the optimum Dye:fe_(cat):H_(2)O_(2)(g/L)condition at initial pH 4,the fe-BC achieved 99.9%removal efficiency of MB within 3 min in heterogeneous fenton reaction(HEFR)with much less H_(2)O_(2) concentration and low catalyst dosage,demonstrat-ing its efficiency and cost-effectiveness compared to other fenton reaction *** removal velocity of MB showed two rate steps:a fast first stage followed by a slow stage with the rate in the order of H_(2)O_(2)/fe-BC⋙H_(2)O_(2)/biochar>biochar>H_(2)O_(2).Overall,the developed fe-BC is more economical with strong stability and recyclability for use in HEFR for treating recalcitrant pollutants.

关键词： fe-impregnated biochar catalyst Heterogeneous fenton reaction Impregnation and pyrolysis Removal velocity Methylene blue Sugarcane residue

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