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
2021-12-21王致远刘富强沈忱思刘亚男刘艳彪
王致远, 刘富强, 沈忱思,2, 李 方,2, 刘亚男,2, 刘艳彪,2*
1.东华大学环境科学与工程学院, 国家环境保护纺织工业污染防治工程技术中心, 上海 201620 2.上海污染控制与生态安全研究院, 上海 200092
近年来随着环境分析检测技术的发展和人们环境意识的提高,新型有机污染物——药品和个人护理品(PPCPs)的深度处理问题引起了学术界和公众的广泛关注[1-2]. 其中,由抗生素类药物滥用导致的环境污染和生态毒害问题尤其引人关注. 抗生素的滥用不仅对自然生态系统构成了潜在危害,也诱导了抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes, ARGs)和耐药性致病菌的产生和传播[3-4]. 通过混凝、沉淀等常规水处理工艺虽能实现对这类新型污染物的初步去除,但往往难以满足水质安全的新要求[5-7]. 抗生素类污染物的污染问题不仅成为我国亟待解决的环境问题,也是关系我国人民健康、经济持续发展和国家环境安全的重要问题之一. 因此,研究抗生素类新型有机污染物的处理新技术及新原理,对缓解我国日益严峻的环境压力和实现社会可持续发展有着重要的理论和现实意义.
非均相电芬顿技术被认为是极具前景的抗生素治理技术之一[8-9]. 在该技术中,H2O2可以原位合成,无需外加化学药剂,避免了传统芬顿体系中H2O2运输、储存和使用的风险[10-11]. 然而,在实际应用过程中该技术仍面临芬顿催化剂再生困难和传质效率低的难题[12-14]. 为此,需要开发稳定的电极、催化剂材料以及优化反应器的传质效能.
鉴于此,该研究设计了一种基于改性碳纳米管(CNT)电极的穿透式电芬顿系统. 这一设计的主体思想如下:①污染物溶液中的溶解氧在阴极被原位还原生成H2O2;……
