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Electrogeneration of H2O2 through carbon-based ink on Al foam for electro-Fenton treatment of micropollutants in water
Indexado
Scopus SCOPUS_ID:85177881528
DOI 10.1016/J.CHEMOSPHERE.2023.140764
Año 2024
Tipo

Citas Totales

Autores Afiliación Chile

Instituciones Chile

% Participación
Internacional

Autores
Afiliación Extranjera

Instituciones
Extranjeras


Abstract



In the present work, the catalytic efficiency of inks based on different carbon materials, namely activated carbon (AC), carbon graphite (CG), and carbon black (CB) was investigated for the oxygen reduction reaction (ORR). Additionally, we explored the feasibility of using this ink as a coating for an Aluminum foam (Alfoam) cathode in an electrochemical cell. The goal was to utilize this setup to produce hydrogen peroxide (H2O2) in the electro-Fenton (EF) process, targeting for treating water contaminated with contaminants of emerging concern (CECs). Among the materials investigated, all of them exhibited the ability to facilitate the ORR. However, AC proved to be the most suitable material due to its optimal balance between physical and electrocatalytic properties, thus enabling the formation of H2O2. When the different inks were applied to the surface of aluminum foam, it was observed that only the ink based on carbon black CB achieved a homogeneous distribution with the same ink quantity. As a result, it was observed that the Alfoam/CB electrode exhibited the highest H2O2 generation capacity, producing 45.6 mg L-1, followed by electro-generation of 5.1 mg L-1 using Alfoam/AC and 11 mg L-1 using Alfoam/CG. Furthermore, the application of Alfoam/CB in EF processes allowed for the almost complete degradation of 15 emerging contaminants of concern (CECs) present in secondary effluent. The innovative outcome of this study positions the developed technology as a promising and effective alternative for the treatment of water contaminated with CECs, demonstrating significant potential for industrial-scale application.

Revista



Revista ISSN
Chemosphere 0045-6535

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Disciplinas de Investigación



WOS
Environmental Sciences
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Sin Disciplinas
SciELO
Sin Disciplinas

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Publicaciones WoS (Ediciones: ISSHP, ISTP, AHCI, SSCI, SCI), Scopus, SciELO Chile.

Colaboración Institucional



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Autores - Afiliación



Ord. Autor Género Institución - País
1 Rivera-Vera, Camilo Hombre Universidad de Santiago de Chile - Chile
Pontificia Universidad Católica de Chile - Chile
2 Rodrigo-Rodrigo, Manuel A. - Universidad de Castilla-La Mancha - España
3 Saez, C. - Universidad de Castilla-La Mancha - España
4 Thiam, Abdoulaye - Universidad Tecnológica Metropolitana - Chile
5 SALAZAR-GONZALEZ, RICARDO ANDRES Hombre Pontificia Universidad Católica de Chile - Chile

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Financiamiento



Fuente
FONDEQUIP
Fondo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico
Agenția Națională pentru Cercetare și Dezvoltare
Facultad de Química y Biología and Vicerrectoría de Postgrado de la Universidad de Santiago de Chile

Muestra la fuente de financiamiento declarada en la publicación.

Agradecimientos



Agradecimiento
The authors thanks to FONDECYT Chile N° 1220077, ANID/FONDAP SERC CHILE/1522A0006, FONDEQUIP EQM – 190016 and FONDEQUIP EQM - 160070. Camilo Rivera-Vera thanks to National Agency for Research and Development (ANID)/Scholarship Program/National PhD/21201650, and scolarship from Facultad de Química y Biología and Vicerrectoría de Postgrado de la Universidad de Santiago de Chile. This work comprises the research project PCI2021-121963 granted by MCIN/AEI/10.13039/501100011033/and “Unión Europea NextGenerationEU/PRTR”.

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