The removal of p-nitrophenol by an Electro-Fenton process using of graphite rod cathode

Lam Hoa Hung * , Nguyen Quang Long , Ngo Thanh An and Doan Van Hong Thien

* Corresponding author (lhoahung@hcmut.edu.vn)

Article Sidebar

Full Text: PDF

Received: 09 Sep 2016
Accepted: 28 Apr 2017
Published: 28 Apr 2017
Title: The removal of p-nitrophenol by an Electro-Fenton process using of graphite rod cathode
DOI: 10.22144/ctu.jvn.2017.004
Views
73
Downloads
41
Crossref
Scopus
Google Scholar
Europe PMC
How to Cite
Hùng, L. H., Long, N. Q., An, N. T., & Thiện, Đ. V. H. (2017). The removal of p-nitrophenol by an Electro-Fenton process using of graphite rod cathode. CTU Journal of Science, (49), 27-33. https://doi.org/10.22144/ctu.jvn.2017.004
Issue
No. 49 (2017)
Section
Engineering Technology

Abstract

The available graphite rod was employed as a cathode for removing p-nitrophenol in a cathode electro-Fenton process using a simple DC power supply. The effects of the operational parameters such as cell potential, electrolytic time and concentration of ferric ion were investigated. The results showed that the reduction of oxygen to H2O2 on the graphite cathode was initiated at the cell potential higher than 4.0 V. Additionally, the reduction of ferric ion to ferrous ion was much favorable when the applied cell potential was higher than 1.0 V. Increasing the surface area of the graphite cathode also enhanced the electro-chemical reduction of ferric ion. Removal rate of p-nitrophenol was greater than 90% after 120 minutes at pH 3 using the undivided electrochemical cell. Therefore, the electro-Fenton is a promising process for the treatment of organic pollutants in water without using any harmful chemicals.
Keywords: Electro-Fenton, graphite cathode, treatment of p-nitrophenol

Tóm tắt

Quá trình xử lý p-nitrophenol bằng phương pháp Fenton điện hóa đã được tiến hành nghiên cứu với việc sử dụng catod than chì (graphit) dạng thanh và nguồn điện thế một chiều đơn giản. Ảnh hưởng của các yếu tố như điện thế của nguồn một chiều, thời gian điện phân và nồng độ Fe3+ đã được nghiên cứu chi tiết. Các kết quả cho thấy quá trình khử oxy trên điện cực graphite tạo H2O2 diễn ra khi hiệu điện thế áp vào của nguồn một chiều lớn hơn 4,0 V. Trong khi đó, quá trình khử Fe3+ thành Fe2+ diễn ra dễ dàng hơn khi chỉ cần áp hiệu điện thế lớn hơn 1,0 V. Tăng diện tích catod đã làm tăng khả năng của phản ứng khử các ion Fe3+. Khi sử dụng mô hình điện phân không màng ngăn với quá trình Fenton điện hóa để phân hủy p-nitrophenol, 90% p-nitrophenol đã được loại bỏ sau 120 phút xử lý. Vì vậy, khả năng sử dụng kỹ thuật Fenton điện hóa trong xử lý các hợp chất phenol khó phân hủy sinh học trong môi trường nước là rất tiềm năng
Từ khóa: Xúc tác Electro-Fenton, xử lý nước thải, xử lý p-nitro phenol

Article Details

References

Brillas, E., Sirés, I., Oturan, M.A., 2009. Electro-Fenton process and related electrochemical technologies based on Fenton’s reaction chemistry. Chemical Reviews. 109: 6570-6631.

Ganiyu, S.O., Hullebusch, E.D.V., Cretin, M., Esposito, G., 2015. Coupling of membrane filtration and advanced oxidation processes for removal of pharmaceutical residues: a critical review. Separation and Purification Technology. 156: 891-914.

He, Z., Gao, C., Qian, M., Shi, Y., 2014. Electro-Fenton process catalyzed by Fe3O4 magnetic nanoparticles for degradation of CI Reactive Blue 19 in aqueous solution: operating conditions, influence, and mechanism. Industrial & Engineering Chemistry Research. 53(9): 3435-3447.

Liu, H., Wang, C., Li, Xuan, X., Jiang, J., Cui, H., 2007. A novel electro-Fenton process for water treatment: reaction-controlled pH adjustment and performance assessment. Environmental science & technology. 41(8): 2937-2942.

Oturan, M.A., Peiroten, J., Chartrin, P., Acher, A.J., 2000. Complete destruction of p-nitrophenol in aqueous medium by electro-Fenton method. Environmental Science & Technology. 34(16): 3474-3479.

Nguyễn Thị Lê Hiền, Hoàng Thị Mỹ Hạnh, 2010. Khoáng hóa metyl da cam bằng hiệu ứng Fenton điện hóa sử dụng catôt composit polypyrrol/oxit. Tạp chí Khoa học và Công Nghệ (Viện Hàn lâm KH&CN). 48(1): 105-112.

Nguyễn Thị Lê Hiền, Trần Thị Tươi, 2012. Khoáng hóa metyl đỏ bằng phương pháp Fenton điện hóa. Tạp chí Hóa Học. 47(2): 207 - 212.

Michałowicz, J., Duda, W., 2007. Phenols – Sources and Toxicity. Polish Journal of Environmental Studies. 16(3): 347 - 362.

Yu, R.F., Lin, C.H., Chen, H.W., Cheng, W.P., 2013. Possible control approaches of the Electro-Fenton process for textile wastewater treatment using on-line monitoring of DO and ORP. Chemical engineering journal. 218: 341-349.