Fe3O4@CF電極在非均相電芬頓系統(tǒng)中降解四環(huán)素

摘要： 針對(duì)傳統(tǒng)芬頓技術(shù)的工作pH范圍較窄、 增大pH值會(huì)明顯降低四環(huán)素的去除率并導(dǎo)致二次污染的問題， 采用溶劑熱合成方法， 將Fe3O4負(fù)載于碳?xì)郑–F）電極表面， 合成Fe3O4@CF復(fù)合電極. 通過掃描電子顯微鏡（SEM）、 X射線衍射（XRD）、 X射線光電子能譜（XPS）、 Fourier變換紅外吸收光譜（FTIR）和電化學(xué)阻抗（EIS）對(duì)材料進(jìn)行表征， 研究其作為電極在非均相電輔助芬頓（EF）系統(tǒng)中對(duì)四環(huán)素的降解性能和機(jī)理， 并進(jìn)行循環(huán)實(shí)驗(yàn). 結(jié)果表明： Fe3O4@CF電極在非均相電輔助芬頓體系中對(duì)四環(huán)素的降解性能最好； 在室溫下， 經(jīng)過90 min， 四環(huán)素初始質(zhì)量濃度為20 mg/L， 初始pH=3， 兩電極間距離為2 cm， 外加電流為50 mA， 在非均相電芬頓系統(tǒng)中Fe3O4@CF電極對(duì)四環(huán)素的去除率可達(dá)96.7%；"" Fe3O4@CF電極可重復(fù)利用性良好； 在非均相電芬頓系統(tǒng)降解四環(huán)素的過程中， OH起主要作用， O-2起輔助作用.

關(guān)鍵詞： 四環(huán)素； Fe3O4@CF電極； 非均相電芬頓體系； 氧化還原反應(yīng)

中圖分類號(hào)： X132 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號(hào)： 1671-5489（2023）04-0982-09

Degradation of Tetracycline by Fe3O4@CF Electrode in Non-homogeneous Electro-Fenton System

ZHAO Longfei，" WAN Ning，"" HUANG Yuting，" YUE Tongtong，" FENG Wei

（College of New Energy and Environment，" Jilin University，" Changchun 130021，" China）

Abstract：" Aiming at the problem that the operating pH range of" the conventional Fenton technique was relatively narrow，"" increasing" pH" value significantly reduced the removal rate of tetracycline and led to secondary contaminztion，"" Fe3O4@CF composite electrode was synthesized by loading Fe3O4 onto the surface of carbon felt （CF） electrode by using a solvent thermal synthesis method. The materials were characterised by scanning electron microscopy （SEM），" X-ray diffraction （XRD），" X-ray photoelectron spectroscopy （XPS），" Fourier transform infrared absorption spectroscopy （FTIR） and electrochemical impedance （EIS）." We investigated the degradation performance and mechanism of" tetracycline using it as electrode in a non-homogeneous electrically assisted Fenton （EF） system， and conducted cyclic experiments." The results show that the Fe3O4@CF electrode exhibits the best degradation performance of tetracycline in a non-homogeneous electrically assisted Fenton system." After 90 min at room temperature，" the initial mass"" concentration of tetracycline is 20 mg/L，" an initial pH=3，" a distance between the two electrodes is 2 cm， and an applied current is 50 mA，" the removal rate of tetracycline by Fe3O4@CF electrode in the non-homogeneous electro-Fenton system can reach 96.7%. In addition，"" the Fe3O4@CF electrode has good reusability. In the degradation of tetracycline in the non-homogeneous electro-Fenton system，" OH plays a major role and O-2 plays an auxiliary role.

Keywords： tetracycline； Fe3O4@CF electrode； non-homogeneous electro-Fenton system； oxygen reduction reaction

四環(huán)素是一種廣譜性的抗生素， 可廣泛用于細(xì)菌性傳染病的治療[1-2]. 但四環(huán)素的過量使用會(huì)導(dǎo)致四環(huán)素在地表水、 地下水、 土壤和其他環(huán)境介質(zhì)中積累， 威脅生態(tài)環(huán)境和人類健康[3]. 目前， 去除水體中四環(huán)素的方法主要包括吸附法[4-5]、 生物法[6]、 膜分離[7]和高級(jí)氧化技術(shù)（AOP）[8-10]. 其中， 高級(jí)氧化技術(shù)被認(rèn)為是去除抗生素類有機(jī)物最有前景的技術(shù)[11]. 在高級(jí)氧化技術(shù)中， 電芬頓（EF）具有反應(yīng)徹底和環(huán)境友好性等優(yōu)點(diǎn)[12]. 在均相電芬頓體系中， 引入外加電流可原位生成H2O2， 便于生成羥基自由基（·OH）， 并可促進(jìn)Fe2+/Fe3+之間的電子轉(zhuǎn)移……