TiO2/Ti电催化膜电极的制备及其对盐酸四环素废水的处理
2021-05-11惠洪森
天津工业大学学报 2021年2期
王 虹,万 勇,惠洪森,袁 梦
(1.天津工业大学 材料科学与工程学院,天津300387;2.天津工业大学 省部共建分离膜与膜过程国家重点实验室,天津300387)
近年来,抗生素的大量使用已经对生态环境和人类健康产生了巨大影响,水体中残留的抗生素引起了人们的广泛关注[1-3]。盐酸四环素(TCH)是一种典型的抗生素,是用于治疗和预防细菌感染人和动物的最常用的抗生素之一,在地表水、地下水甚至饮用水等不同水域都检测到了TCH[4-5]。目前,传统的处理方法如吸附法、生物法和膜过滤法对水中TCH的处理效果都不太理想[6-8]。因此,亟须开发从水生环境中去除抗生素的替代工艺。电化学技术由于环境温度和压力等运行条件温和,且具有高效降解有机废水以及易操作的特点,已被广泛用于去除难降解有机废水。最重要的是,电化学技术无需一般化学助剂,以电子作为“清洁试剂”用于氧化还原反应。然而,低的电流效率和昂贵的电极材料阻碍了其工业化应用[9-11]。本课题组曾通过电化学方法耦合膜分离技术开发了电催化膜反应器(ECMR)[9,12],表现出出色的氧化性能,可用于降解有机污染物(如苯酚、染料)[11,13]和有机电氧化反应(如环己烷、乙醇)[14-15]。此外,由泵驱动的流体可以在运行中流过膜电极,由于对流增强了传质,从而提高了电流或法拉第效率[16]。然而,设计和制备负载在膜电极上的高效纳米催化剂以增强膜电极的催化性能,从而提高ECMR的催化效率并降低能耗仍然是一个巨大的挑战。……
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