TNTs电极光电协同降解磺胺类抗生素的研究

作者：陈梓慧; 秦撼; 杨鹏; 鲁玥; 姚硕; 肖飞; 陈慧英; 夏建新; 邢璇^*

来源：功能材料, 2022, 53(12): 12092-12099.

• 钛酸盐纳米管电极
• 光电协同作用
• 纳米结构
• 磺胺嘧啶
• 降解机理

利用水热法对Ti板进行处理制得钛酸盐纳米管(titanate nanotubes, TNTs)电极，并利用XRD,TEM和SEM对其进行系统表征，对比了TNTs电极在光催化，电催化和光电协同作用下对磺胺嘧啶(sulfadiazine, SD)的降解效果，探索了不同外加电压对降解效果的影响。结果表明，水热法成功制得内径为5 nm的无序排列的TNTs电极。在初始SD浓度80 mg/L,外加稳压5 V的条件下，TNTs电极在光电协同作用下对SD的降解效率较单纯光解或单纯电解均有提升，反应50 min降解率可达97.38%。在SD本身降解率较高的情况下，TOC去除率较低，这一结果表明溶液中存在大量SD降解中间产物。利用Gaussian软件在B3LYP/6-31+g(d, p)水平优化SD分子构象，结合密度泛函理论(density functional theory, DFT)计算福井函数和电子云密度，确定了SD分子中的反应活性位点，利用高效液相色谱串联质谱(liquid chromatograph mass spectrometer, LC-MS)对中间产物测定，检测到质荷比(m/z)为96、187、117等6种中间产物，推测了SD的两种降解途径。经探究，TNTs光电协同降解抗生素的性能优秀，对现今水体抗生素类污染降解有重大意义。

• 单位
  中央民族大学; 呼和浩特民族学院