view in publisher's site

Degradation of anthraquinone dye reactive blue 19 using persulfate activated with Fe/Mn modified biochar: Radical/non-radical mechanisms and fixed-bed reactor study

Highlights•Fe/MnBC exhibited highly-efficient durable activation for persulfate.•Possible radical and non-radical mechanisms were proposed.•Artificial neural network model possessed highly predictability for the fixed-bed reactor.AbstractIn this study, a heterogeneous activator was prepared via the Fe/Mn modification of sludge-derived biochar (Fe/MnBC) to achieve high-efficiency activation of persulfate (PS) for reactive blue 19 (RB19) degradation. The morphologies and chemical states of Fe/MnBC were examined by various characterizations. A comprehensive assessment was conducted to reveal the effects of biochar preparation conditions and system reaction conditions. According to the results of scavenger quenching experiments and electron paramagnetic resonance (EPR) testing, the mechanisms of Fe/MnBC combined PS system on RB19 degradation were proposed, including radical and non-radical mechanisms. The formation and involvement of sulfate radical (SO4·−), hydroxyl radical (OH·), and singlet oxygen (1O2) were proved in this system, and Fe(IV)/Mn(VII) was also speculated to participate in the non-radical degradation process. These findings give a new insight into the mechanisms of PS activated by metal-biochar composite. Besides, fixed-bed reactor (FBR) experiments indicated that the Fe/MnBC has considerable PS activation potential for dyes removal. The degradation process was further modeled by the central composite design (CCD-RSM) and artificial neural networks (ANN) methods. The statistical metrics and prediction indicated that the prediction results of ANN model were better than CCD-RSM model, and the ANN model could perfectly predict the reaction process of Fe/MnBC FBR for engineering applications.Graphical abstractDownload : Download high-res image (141KB)Download : Download full-size image

تخریب رنگ آنتراکینون آبی راکتیو ۱۹ با استفاده از پرسولفات فعال شده با بیوچار اصلاح‌شده با Fe / Mn: مکانیزم‌های رادیکال / غیر رادیکال و مطالعه رآکتور بس‌تر ثابت

هایلایت ها: Fe / MnBC فعال‌سازی با دوام بسیار کارآمد را برای پرسولفات نشان داد. * مکانیزم‌های رادیکال و غیر رادیکال احتمالی پیشنهاد شدند. در این مطالعه، یک فعال‌کننده ناهمگن از طریق اصلاح Fe / Mn بیوچار مشتق از لجن (Fe / MnBC)برای دستیابی به فعال‌سازی با بهره‌وری بالا از پرسولفات (PS)برای تجزیه واکنش آبی ۱۹ (RB۱۹)آماده شد. مورفولوژی و حالت‌های شیمیایی Fe / MnBC با ویژگی‌های مختلفی مورد بررسی قرار گرفته‌اند. ارزیابی جامعی برای نشان دادن اثرات شرایط آماده‌سازی بیوچار و شرایط واکنش سیستم انجام شد. با توجه به نتایج آزمایش‌های فرونشانی جاذب و آزمایش تشدید پارامغناطیسی الکترون (EPR)، مکانیزم‌های سیستم PS ترکیبی Fe / MnBC در تخریب RB۱۹، از جمله مکانیزم‌های رادیکال و غیر رادیکال پیشنهاد شد. تشکیل و دخالت رادیکال سولفات (SO۴ -)، رادیکال هیدروکسیل (OH -)، و اکسیژن تک ذره‌ای (۱ O۲)در این سیستم ثابت شد، و Fe (IV)/ Mn (VII)نیز برای شرکت در فرآیند تخریب غیر رادیکال فرض شد. این یافته‌ها دیدگاه جدیدی نسبت به مکانیزم‌های PS فعال شده توسط کامپوزیت فلز - بیوچار ارائه می‌دهد. علاوه بر این، آزمایش‌ها رآکتور بس‌تر ثابت (FBR)نشان داد که Fe / MnBC دارای پتانسیل فعال‌سازی قابل‌توجه PS برای حذف رنگ هاست. فرآیند تخریب بیشتر با طراحی کامپوزیت مرکزی (CCD - RSM)و روش‌های شبکه‌های عصبی مصنوعی (ANN)مدل‌سازی شد. معیارهای آماری و پیش‌بینی نشان داد که نتایج پیش‌بینی مدل ANN بهتر از مدل CCD - RSM است و مدل ANN می‌تواند به طور کامل فرآیند واکنش Fe / MnBC FBR را برای کاربردهای مهندسی پیش‌بینی کند. چکیده جیستیک دانلود: تصویر با کیفیت پایین (۱۴۱ KB)دانلود: تصویر با اندازه کامل دانلود
ترجمه شده با


پر ارجاع‌ترین مقالات مرتبط:

  • مقاله Waste Management and Disposal
  • ترجمه مقاله Waste Management and Disposal
  • مقاله مدیریت پسماند و دفع زباله
  • ترجمه مقاله مدیریت پسماند و دفع زباله
  • مقاله Pollution
  • ترجمه مقاله Pollution
  • مقاله آلودگی
  • ترجمه مقاله آلودگی
  • مقاله Environmental Chemistry
  • ترجمه مقاله Environmental Chemistry
  • مقاله شیمی محیط‌‌ زیست
  • ترجمه مقاله شیمی محیط‌‌ زیست
  • مقاله Environmental Engineering
  • ترجمه مقاله Environmental Engineering
  • مقاله مهندسی محیط‌ زیست
  • ترجمه مقاله مهندسی محیط‌ زیست
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.