穿透式碳纳米管电极的制备及其高效降解水中抗生素的性能和机理

作者：王致远; 刘富强; 沈忱思; 李方; 刘亚男; 刘艳彪^*

来源：环境科学研究, 2021, 34(12): 2811-2819.

DOI：10.13198/j.issn.1001-6929.2021.09.26

• 穿透式电芬顿
• 碳纳米管
• 羟基自由基
• 四环素

为实现水中四环素类抗生素的高效降解,本文设计开发了一种基于电活性碳纳米管(CNT)电极的穿透式电芬顿系统,采用水热法制得纳米铁和二硫化钼共修饰的CNT阴极材料(Fe-MoS2@CNT),分析不同因素对电芬顿催化降解四环素性能的影响.结果表明:基于改性CNT电极的穿透式电芬顿系统对四环素表现出良好的去除性能,电压和流速等对四环素的降解动力学具有显著影响.该系统的最优试验条件:Fe掺杂量为0.3 mmol/L、外加电压为-2.5 V、流速为0.85 cm3/(min·cm2).在最优试验条件下,反应60 min内四环素的降解率可达到95%,羟基自由基为主导的活性物种.连续运行240 min后,该系统对四环素的降解率仍保持在85%以上,且在实际湖水环境水基质中对四环素降解率也可达到87.2%.研究显示,Fe-MoS2@CNT膜电极具有优异的催化性能及可重复利用性,可以高效降解水中四环素类抗生素.

• 单位
  东华大学; 环境科学与工程学院