Photodegradation of phenol by UVC-activated persulfate in the presence of Fe (III) as a catalyst
Authors: Ахмед С.А.А. , Гогина Е.С. 
Published: July 2023

В проведенных исследованиях изучалось фотокаталитическое разложение фенола с помощью глубокого окисления с применением сульфатных радикалов (SR-AOPs-Sulfate Radical-based Advanced Oxidation Processes). В частности, использовали комбинацию {УФС/ПС/Fe(III)} и сравнивали с прямым фотолизом, {УФС/ПС} и {ПС/Fe(III)}. Результаты показали, что обработка {УФС/ПС/Fe(III)} обеспечила самую высокую начальную скорость реакции и эффективность удаления. Через 120 минут реакции система окисления {УФС/ПС/Fe(III)} удалила 74% фенола. Также было исследовано влияние рН, концентрации персульфата, концентрации Fe (III) и исходной концентрации фенола на эффективность удаления в системе {УФС/ПС/Fe(III)}. Оптимальная эффективность удаления фенола достигается при рН 4, а увеличение щелочности снижает эффективность удаления. Кроме того, увеличение концентрации персульфата до 10 ммоль приводило к повышению эффективности удаления, но избыточная доза персульфата отрицательно сказывалась на деградации фенола. Аналогично эффективное разложение фенола достигается при увеличении концентрации ионов трехвалентного железа до 5 ммоль при более низкой исходной концентрации фенола. Полученные данные свидетельствуют о том, что присутствие ионов трехвалентного железа способствует образованию радикалов in situ в системе {УФС/ПС/Fe(III)}, что приводит к значительному улучшению фотокаталитической деградации фенола. В целом исследование подчеркивает потенциал системы {УФС/ПС/Fe(III)} для обработки загрязненных фенолом сточных вод перед сбросом в водные объекты.
In the process of executed research, the photocatalytic degradation of phenol was studied using deep oxidation with the use of sulfate radicals (SR-AOPs-Sulfate Radical-based Advanced Oxidation Processes). In particular, the {UVC/PS/Fe(III)} combination was used and compared with direct photolysis, {UVC/PS} and {PS/Fe(III)}. The results showed that the {UVC/PS/Fe(III)} treatment had the highest initial reaction rate and removal efficiency. After 120 minutes of reaction, the {UVC/PS/Fe (III)} oxidation system provided for 74% phenol removal. The effect of pH, persulfate concentration, Fe (III) concentration, and initial phenol concentration on the removal efficiency in the {UFS/PS/Fe(III)} system was also investigated. The optimum phenol removal efficiency is achieved at pH 4, whereas, increasing alkalinity reduces the removal efficiency. In addition, an increase in the concentration of persulfate to 10 mmol improved the removal efficiency; however, an excessive dose of persulfate had a negative effect on the phenol degradation. Similarly, the effective degradation of phenol is achieved by increasing the concentration of ferric ions to 5 mmol at a lower initial concentration of phenol. The data obtained indicate that the presence of ferric ions promotes the formation of radicals in situ in the {UVC/PS/Fe(III)} system, which leads to a significant improvement in the photocatalytic degradation of phenol. Overall, the study highlights the potential of the {UVC/PS/Fe(III)} system for phenol-contaminated wastewater treatment prior to discharge to water bodies.