摘 要: 制備二氧化鈦(TiO2)光陽極材料,通過表征手段考察其形貌、晶相與元素組成特征。TiO2納米棒形成納米管陣列,在XRD圖譜27.5°、36.1°、37.8°和62.7°處有明顯特征峰,無明顯雜峰,Ti 元素以Ti4+的形式存在。選取一種喹諾酮類抗生素恩諾沙星(ENR)作為目標污染物,探究光-電催化體系下TiO2光陽極材料對ENR降解的影響因素。實驗結(jié)果表明,ENR初始濃度為10 mg/L,電解質(zhì)NaCl 濃度為0.10 mol/L,外加偏壓為1.2 V,初始pH值為7 時,TiO2光陽極材料對ENR的光-電催化降解率可達90.74%,經(jīng)四次循環(huán)實驗材料保持了良好的穩(wěn)定性,在抗生素降解方面具有較大的應(yīng)用潛力。
關(guān)鍵詞: 光-電催化;二氧化鈦;光陽極;恩諾沙星;降解
中圖法分類號: X52 文獻標識碼: A 文章編號: 1000-2324(2024)04-0495-07
抗生素的持續(xù)應(yīng)用使得大量殘留抗生素進入水體環(huán)境中,導(dǎo)致產(chǎn)生抗生素抗性細菌和抗性基因,對人類健康和水生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成嚴重威脅。氟喹諾酮類抗生素對多種生物體具有毒性,影響生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能[1]。恩諾沙星(Enrofloxacin, ENR)是一種氟喹諾酮類抗生素,在動物的疾病治療中被廣泛應(yīng)用[2],但其吸收和利用效率非常低,約30%~90%的ENR直接通過排泄物的方式排出[3],污水處理廠出水和地表水中檢出頻率較高。在光催化基礎(chǔ)上,在外部電場的輔助下激發(fā)半導(dǎo)體催化劑構(gòu)成光-電催化體系[4]。在光照和外加偏壓的共同作用下,可提高e??h+對分離效率,減緩其復(fù)合速率,進而提升催化性能。光- 電催化中常用的光陽極材料有TiO2、ZnO、WO3、CdS 等金屬氧化物和硫化物[5-7]。其中TiO2應(yīng)用最為廣泛,TiO2薄膜光陽極材料具有比表面積高、電荷分離效率高、光吸收性能良好、光電化學(xué)性能高等優(yōu)點[8]。本研究制備了TiO2光陽極材料,應(yīng)用于ENR光-電催化降解。利用掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射(XRD)、X射線光電子能譜(XPS)等手段,考察材料的形貌、晶相與元素組成特性,考察TiO2光陽極材料光-電催化過程中ENR 降解的影響因素,探究光-電催化反應(yīng)體系的適宜條件。