SCOPUS
SCIE
Fe<sub>3</sub>S<sub>4</sub>/Fe<sub>7</sub>S<sub>8</sub>-promoted degradation of phenol via heterogeneous, catalytic H<sub>2</sub>O<sub>2</sub> scission mediated by S-modified surface Fe<sup>2+</sup> species
저자
Choe, Yun Jeong ; Byun, Ji Young ; Kim, Sang Hoon ; Kim, Jongsik
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2018
작성언어
-주제어
등재정보
SCOPUS,SCIE
자료형태
학술저널
수록면
272-280(9쪽)
제공처
<P><B>Abstract</B></P> <P>Enhancing OH productivity via heterogeneous, catalytic H<SUB>2</SUB>O<SUB>2</SUB> activation is a long-standing conundrum in H<SUB>2</SUB>O purification and thus requires the renovation of conventional reaction systems. The initial step in realizing advanced H<SUB>2</SUB>O<SUB>2</SUB> decomposition via heterogeneous catalytic manner is the exploration of the solid capable of efficiently cleaving OO bond inherent to H<SUB>2</SUB>O<SUB>2</SUB> and minimizing the loss of catalytic species during vigorous reaction dynamics. While using phenol as a model compound for recalcitrants, this paper highlights the use of Fe<SUB>3</SUB>S<SUB>4</SUB>/Fe<SUB>7</SUB>S<SUB>8</SUB> as a catalyst to enhance OH productivity and thus promote phenol degradation via electro-Fenton reaction over conventional Fe<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB>, Fe<SUB>3</SUB>O<SUB>4</SUB>, and other sulfide analogue (FeS<SUB>2</SUB>). Materials’ characterizations and kinetic interpretation of reaction runs under controlled environments served to substantiate the benefits which were provided by Fe<SUB>3</SUB>S<SUB>4</SUB>/Fe<SUB>7</SUB>S<SUB>8</SUB> during the reaction. Fe<SUB>3</SUB>S<SUB>4</SUB>/Fe<SUB>7</SUB>S<SUB>8</SUB> incorporated greater amount of S-modified, surface-exposed Fe<SUP>2+</SUP> sites to cleave H<SUB>2</SUB>O<SUB>2</SUB> than FeS<SUB>2</SUB>. This improved catalytic consequence of Fe<SUB>3</SUB>S<SUB>4</SUB>/Fe<SUB>7</SUB>S<SUB>8</SUB> (i.e., phenol conversion and initial reaction rate), as also evidenced by control runs detailing H<SUB>2</SUB>O<SUB>2</SUB> decomposition in conjunction with <I>tert</I>-butyl alcohol-driven OH scavenging. Filtration control runs as well as recycle runs were also used to verify that Fe<SUB>3</SUB>S<SUB>4</SUB>/Fe<SUB>7</SUB>S<SUB>8</SUB> could heterogeneously catalyze H<SUB>2</SUB>O<SUB>2</SUB> scission under the mild, adequate reaction environments, which were realized by the use of low electrical powers and the catalyst immobilized on a cathode.</P> <P><B>Highlights</B></P> <P> <UL> <LI> Fe<SUB>3</SUB>S<SUB>4</SUB>/Fe<SUB>7</SUB>S<SUB>8</SUB> with greater amount of surface Fe<SUP>2+</SUP> species to dissociate H<SUB>2</SUB>O<SUB>2</SUB> compared to FeS<SUB>2</SUB>. </LI> <LI> Fe<SUB>3</SUB>S<SUB>4</SUB>/Fe<SUB>7</SUB>S<SUB>8</SUB> with supported Fe<SUP>2+</SUP> sites to heterogeneously catalyze H<SUB>2</SUB>O<SUB>2</SUB> fragment. </LI> <LI> Fe<SUB>3</SUB>S<SUB>4</SUB>/Fe<SUB>7</SUB>S<SUB>8</SUB> with promoted catalytic H<SUB>2</SUB>O<SUB>2</SUB> scission ability compared to Fe<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB>, Fe<SUB>3</SUB>O<SUB>4</SUB>, and FeS<SUB>2</SUB>. </LI> <LI> Fe<SUB>3</SUB>S<SUB>4</SUB>/Fe<SUB>7</SUB>S<SUB>8</SUB> with enhanced phenol degradation performance over other Fe-analogues. </LI> </UL> </P> <P><B>Graphical abstract</B></P> <P>[DISPLAY OMISSION]</P>
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