Cr（VI）メチレンブルー色素の脱色のための均一なフェントン酸化：スラッジを含まず、広いpH範囲に適しています

Fe（II）を介したフェントンプロセスは、廃水における反発性汚染物質の酸化的分解のために一般的に使用されています。ただし、この方法には、狭い作業pH範囲や鉄汚泥の形成などの制限があります。現在の研究では、フェントン様酸化を使用したメチレンブルー（MB）染料の分解を扱っており、Fe（II）をCr（VI）に置き換えて、古典的なフェントン酸化の制限を排除します。MBのフェントン様酸化は、クロム調整されたペルオキソ錯体の不均衡によって生成されるHO•ラジカルによってもたらされます。Cr（VI）を介したフェントン酸化の作業pH範囲は3〜10であり、酸化が純粋な溶液相に残っているため、スラッジ形成は4サイクルまで行われないことが観察されました。色素の完全な鉱化は、分光光度計と環状ボルタンメトリーによるMBピークの崩壊を観察することによって確認されました。溶液、温度、分解時間、H2O2、Cr（VI）の濃度、およびMBのpHなどの反応パラメーターを、触媒としてのCr（VI）の最適パフォーマンスのために研究しました。速度論的研究により、Cr（VI）を介したフェントン反応は、擬似四次反応速度論に従っており、HO•ラジカルの濃度に依存することが明らかになりました。現在の研究で提案されたCR（VI）媒介フェントン酸化は、クロメート汚染廃水の前駆体としてH2O2を添加することにより、有機染料の分解に最適です。

Fe(II)-mediated Fenton process is commonly employed for oxidative degradation of recalcitrant pollutants in wastewater. However, the method suffers from limitations like narrow working pH range and iron sludge formation. The present work deals with the degradation of Methylene Blue (MB) dye using Fenton-like oxidation by replacing Fe(II) with Cr(VI), which eliminates the limitations of classical Fenton oxidation. The Fenton-like oxidation of MB is brought about by HO• radicals generated by the disproportionation of chromium-coordinated peroxo complexes. It was observed that the working pH range for the Cr(VI)-mediated Fenton oxidation was 3-10, and no sludge formation takes place up to four cycles as the oxidation remains in the pure solution phase. The complete mineralization of dye was confirmed by observing the decay of MB peaks by a spectrophotometer and cyclic voltammetry. The reaction parameters like pH of the solution, temperature, degradation time, concentrations of H2O2, Cr(VI), and MB were studied for optimal performance of the Cr(VI) as the catalyst. Kinetic studies revealed that the Cr(VI)-mediated Fenton reaction follows pseudo-first-order reaction kinetics and depends on the concentration of HO• radicals. The proposed Cr(VI)-mediated Fenton oxidation in the present work is best suited for the degradation of organic dyes by adding H2O2 as a precursor in chromate-contaminated wastewaters.