La-Sb共掺杂Ti/SnO2 电极一步溶剂热法制备及其对抗生素废水的高效电催化降解性能研究

针对抗生素废水处理中电极材料稳定性差、降解效率低的难题，研究人员通过一步溶剂热法成功制备了La-Sb共掺杂Ti/SnO2 电极。优化后的La 7.5%电极在90分钟内实现92%的诺氟沙星降解率，加速寿命达13.19小时，其优异性能源于纳米级粒径(200-300 nm)、高表面吸附氧(Oad 1.09)和提升的析氧过电位(2.19 V)。该研究为抗生素污染治理提供了高效稳定的电极材料解决方案。

　　

抗生素污染已成为全球水环境治理的严峻挑战。诺氟沙星等抗生素通过医疗排放和农业径流进入水体后，不仅难以被传统污水处理工艺降解，更会诱导耐药基因传播，威胁生态系统和人类健康。当前电催化氧化技术虽能直接矿化有机污染物，但商用电极如硼掺杂金刚石(BDD)成本高昂，而常规Ti/SnO₂
电极又面临催化活性低、寿命短的双重瓶颈。针对这一难题，赣州科技计划项目支持的研究团队创新性地开发了La-Sb共掺杂Ti/SnO₂
电极体系，相关成果发表在《Environmental Research》。

研究采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)进行材料表征，通过线性扫描伏安法(LSV)和电化学阻抗谱(EIS)评估电极性能。以诺氟沙星为目标污染物，在10 mA/cm²
电流密度下测试降解效率，并采用加速寿命实验评价稳定性。

Preparation of La-Sb co-doped Ti/SnO₂
electrode
通过一步溶剂热法在钛网基底上制备电极，关键创新在于La/Sn摩尔比的精确调控。预处理采用丙酮超声清洗和草酸蚀刻，形成活性表面。

Characterizations of the electrodes
SEM显示La掺杂使SnO₂
颗粒尺寸从3-5 μm锐减至200-300 nm，XPS证实表面吸附氧(O_ad
)含量从0.49增至1.09。XRD图谱显示四方金红石结构，La³⁺
成功掺入SnO₂
晶格。

Conclusions
La 7.5%电极展现出92%的降解率和0.0261 min^-1
的动力学常数，性能较未掺杂电极提升2.2倍。13.19小时的加速寿命归因于：1)纳米结构增大活性位点；2)高O_ad
含量促进·OH生成；3)2.19 V的析氧过电位抑制副反应。

该研究突破传统电极制备的多步工艺限制，通过稀土-金属共掺杂策略同步提升活性和稳定性。其重要意义在于：1)为抗生素废水处理提供每平方厘米成本仅0.17美元的经济方案；2)揭示La³⁺
通过晶格畸变增强电子转移的机制；3)开创溶剂热法批量制备高性能电极的新路径。研究团队特别指出，该电极对环丙沙星、氧氟沙星等氟喹诺酮类抗生素均具广谱降解潜力，未来可与光伏驱动系统联用实现污水处理绿色化。