Publication detail

A high-efficient electrochemical degradation of diclofenac in water on planar and microstructured 2D, and macroporous 3D boron-doped diamond electrodes: Identification of degradation and transformation products

Year: 2025

Type of publication: článek v odborném periodiku

Name of source: Chemosphere

Page from-to: 1-12

Titles:

Language	Name	Abstract	Keywords
cze	Vysoce účinná elektrochemická degradace diklofenaku ve vodě na planárních a mikrostrukturovaných 2D a makroporézních 3D borem dopovaných diamantových elektrodách: Identifikace degradačních a transformačních produktů	Vysoce účinný rozklad perzistentních organických látek pomocí elektrochemických pokročilých oxidačních procesů (EAOP), které nevedou k tvorbě potenciálně škodlivých vedlejších produktů, je pro budoucnost vodního hospodářství zásadní. V této studii byly použity diamantové elektrody dopované borem (BDDE) se třemi morfologiemi (ploché 2D, mikrostrukturované 2D a makroporézní 3D) pro anodickou oxidaci diklofenaku (DCF) ve dvou pracovních elektrolytech (NaCl a Na2SO4). Celkem bylo pomocí HPLC-HRMS identifikováno 11 vedlejších produktů, které vznikly během elektrochemické oxidace DCF. Identifikace degradačních produktů odhalila tvorbu různých aktivních chlorovaných látek. Použití bezchlorového elektrolytu Na2SO4 vedlo k tvorbě většího počtu chlorovaných látek, přičemž jejich odstranění vyžadovalo delší dobu ve srovnání s použitím elektrolytu NaCl. Na tvorbu vedlejších produktů měl vliv také konkrétní typ elektrody BDD, který souvisel s kolísáním aplikované proudové hustoty. To vedlo k nerovnoměrnému rozložení dichlorových (2D BDDE) a trichlorových (3D BDDE) vzorců. Žádný z produktů však nevykazoval známky vysoké perzistence. Výsledky ukázaly, že typ elektrolytu je nejvýznamnějším faktorem ovlivňujícím účinnost odstraňování DCF, zatímco různé morfologie elektrod nevedou k rozdílům v rychlosti odstraňování. Typ elektrody měl výrazný vliv na míru odstranění, což souviselo s různými hustotami aplikovaného proudu, a to zejména v případě elektrolytu Na₂SO₄. Byla dosažena účinnost odstranění DCF v NaCl přes 99 % při spotřebě energie 1,8 kWh m−3.	Perzistentní znečišťující látky; elektrochemická oxidace; borem dopovaný diamant; meziprodukty rozkladu
eng	A high-efficient electrochemical degradation of diclofenac in water on planar and microstructured 2D, and macroporous 3D boron-doped diamond electrodes: Identification of degradation and transformation products	The highly efficient degradation of persistent organic substances by electrochemical advanced oxidation processes (EAOPs), which don't result in the formation of potentially harmful by-products, is crucial for the future of water management. In this study, boron-doped diamond electrodes (BDDE) with three morphologies (planar 2D, microstructured 2D, and macroporous 3D) were employed for the anodic oxidation of diclofenac (DCF) in two working electrolytes (NaCl and Na2SO4). In total, 11 by-products formed during the electrochemical oxidation of DCF were identified via HPLC-HRMS. The identification of degradation products revealed the formation of various active chlorinated species. The utilization of a chlorine-free Na2SO4 electrolyte resulted in the formation of greater number of chlorinated species, while their elimination required a longer period compared to the use of NaCl electrolyte. The formation of by-products was also influenced by the specific type of BDD electrode, which was associated with variations in applied current density. This led to an uneven distribution of dichloro (2D BDDE) and trichloro (3D BDDE) patterns. However, none of the products showed signs of a high level of persistence. The results revealed that the type of electrolyte is the most significant factor affecting the removal efficiency of DCF, while the different electrode morphologies do not lead to differences in the removal rates. The electrode type exerted a notable influence on the removal rates, which was associated with varying applied current densities, exclusively in the case of the Na₂SO₄ electrolyte. Over 99 % removal efficiency for DCF in NaCl, with power consumption of 1.8 kWh m−3 was achieved.	Persistent pollutants; electrochemical oxidation; Boron doped diamond; degradation intermediates

Search

Login for students

Login for employees

Publication detail

Departments

Other Parts

Map

Services

Popular Links