Bisphenol-S removal via photoelectro-fenton/H2O2 process using Co-porphyrin/Printex L6 gas diffusion electrode

Abstract

The present work reports the development and application of gas diffusion electrode (GDE) based on carbon Printex L6 modified with 5% Co-Porphyrin/CPL6 for the removal of Bisphenol S (BPS) in wastewater using different electrochemical advanced oxidation processes (EAOPs). The application of the modified GDE led to the in-situ generation of 333 mg L−1 of H2O2 in only 90 min; this represents an increase of 88% in H2O2 generation in relation to the unmodified GDE. The process involving bisphenol S degradation fitted well into a pseudo-first order kinetic reaction for all the treatment techniques evaluated; the treatment techniques investigated recorded an increase in kinetic rate constant in the following order: anodic oxidation (0.004 min−1) < UV-C (0.006 min−1) < H2O2 (0.008 min−1) < H2O2/UV-C (0.016 min−1) < electro-Fenton (0.063 min−1) < photo electro-Fenton (0.154 min−1). The photo electro-Fenton (PEF) process exhibited the best degradation efficiency; BPS was completely removed after only 30 min of treatment and 78% mineralization was recorded after 360 min of treatment. The remaining organic matter under the PEF treatment process corresponded to short-chain carboxylic acids; this confirms the efficiency of the process applied for BPS decontamination. The results obtained show that the proposed treatment mechanism can be successfully combined with cheaper biological treatments for a total remediation of wastes.

El presente trabajo reporta el desarrollo y aplicación de un electrodo de difusión de gas (GDE) a base de carbón Printex L6 modificado con 5% de Co-Porfirina/CPL6 para la remoción de Bisfenol S (BPS) en aguas residuales utilizando diferentes procesos electroquímicos de oxidación avanzada (EAOPs). La aplicación del GDE modificado condujo a la generación in situ de 333 mg L −1 de H 2 O 2 en sólo 90 min; esto representa un aumento del 88% en H 2 O 2generación en relación con el GDE no modificado. El proceso de degradación del bisfenol S encajaba bien en una reacción cinética de pseudo primer orden para todas las técnicas de tratamiento evaluadas; las técnicas de tratamiento investigadas registraron un aumento en la constante de velocidad cinética en el siguiente orden: oxidación anódica (0,004 min - 1 ) < UV-C (0,006 min- 1 ) < H 2 O 2 (0,008 min- 1 ) < H 2 O 2 /UV-C (0,016 min −1 ) < electro-Fenton (0,063 min −1 ) < fotoelectro-Fenton (0,154 min −1). El proceso fotoelectro-Fenton (PEF) exhibió la mejor eficiencia de degradación; El BPS se eliminó por completo después de solo 30 minutos de tratamiento y se registró un 78% de mineralización después de 360 ​​minutos de tratamiento. La materia orgánica remanente bajo el proceso de tratamiento con PEF correspondió a ácidos carboxílicos de cadena corta; esto confirma la eficiencia del proceso aplicado para la descontaminación de BPS. Los resultados obtenidos muestran que el mecanismo de tratamiento propuesto puede combinarse con éxito con tratamientos biológicos más económicos para una remediación total de los residuos.