Degradation of ibuprofen by photo-based advanced oxidation processes: exploring methods of activation and related reaction routes

Autor: David Riboul, Sandyanto Adityosulindro, Carine Julcour-Lebigue, Laurie Barthe
Přispěvatelé: Laboratoire de génie chimique [ancien site de Basso-Cambo] (LGC), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Universitas Indonesia (UI ), Laboratoire Ecologie Fonctionnelle et Environnement (ECOLAB), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut Ecologie et Environnement (INEE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Universitas Indonesia - UI (INDONESIA), Laboratoire Ecologie fonctionnelle et Environnement - EcoLab (Toulouse, France), Laboratoire de Génie Chimique (LGC), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Laboratoire Ecologie Fonctionnelle et Environnement (LEFE), Institut Ecologie et Environnement (INEE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), ANR-14-CE04-0006,SOFENcoMEM,Procédé hybride pour le traitement d'eau en continu : couplage de la réaction Sono-Photo-Fenton hétérogène avec une filtration membranaire(2014)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: International Journal of Environmental Science and Technology
International Journal of Environmental Science and Technology, Center for Environment and Energy Research and Studies (CEERS), 2021, pp.1-14. ⟨10.1007/s13762-021-03372-5⟩
International Journal of Environmental Science and Technology, 2021, pp.1-14. ⟨10.1007/s13762-021-03372-5⟩
ISSN: 1735-1472
1735-2630
Popis: International audience; Several homogeneous photo-based advanced oxidation processes - namely photolysis, photo- oxidation and photo-Fenton oxidation - were investigated for the elimination of ibuprofen in water. The effects of several operating parameters, such as the lamp type (low or medium pressure mercury, xenon-arc), the concentration of hydrogen peroxide (0.5 to 7 times the stoichiometric amount required for mineralization) and the concentration of Fenton reagent, were quantified. Photo-Fenton oxidation was also combined with low-frequency sonication to investigate possible synergistic interactions. Ibuprofen degradation under ultraviolet photolysis and ultraviolet/hydrogen peroxide oxidation followed pseudo-first-order kinetics with respect to the pollutant concentration and the apparent rate constant increased with lamp power (6-10 W) and oxidant concentration. Photo-Fenton oxidation under ultraviolet light (L1 lamp, 254 nm, 6 W) and visible light (L2 lamp, 360-740 nm, 150 W) led to complete ibuprofen removal after 3 h, but the mineralization yield of the L1/Fenton process (82%) was higher than that of the L2/Fenton process (59%) because of the effects of ultraviolet/hydrogen peroxide oxidation in the former. Coupling L2/Fenton with sonication improved the degradation rate of the molecule at low Fenton reagent concentration, but the beneficial effect of ultrasound on ferrous iron regeneration vanished when the iron to ibuprofen molar ratio was close to 1. An overall reaction scheme for ibuprofen degradation is proposed based on the transformation products detected during these processes.
Databáze: OpenAIRE