活性炭负载Fe2O3/CeO2复合材料电化学降解土霉素的高效催化机制研究

研究人员通过改性活性碳电极解决抗生素残留难降解问题，开发出负载铁-铈氧化物(Fe2O3/CeO2)的复合催化体系。实验表明，在NaCl电解质(pH=3，60 mA cm?2)条件下，180分钟内实现98%土霉素降解率，其高效性源于改性碳电极促进•OH自由基生成。该研究为电化学处理抗生素废水提供了新型催化材料方案。

　　

背景

抗生素残留物因其抗生物降解特性，在环境中无论浓度高低均构成潜在威胁。采用改性活性碳电极的电化学降解技术，为解决这一难题提供了新思路。

结果

研究团队成功将铁氧化物(Fe₂O₃)和二氧化铈(CeO₂)负载于颗粒活性碳表面，通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等技术证实了氧化物的有效固定。电化学降解实验显示：使用氯化钠(NaCl)作为支持电解质时降解率高达98%，显著优于硫酸钠(Na₂SO₄)体系的60%。最佳反应条件包括电流密度60 mA cm^?2、pH=3、硼掺杂金刚石对电极和180分钟处理时长。改性活性碳表面产生的丰富羟基自由基(^•OH)是实现高效降解的关键。

结论

该研究开创性地开发出铁-铈氧化物改性活性碳电极，不仅证实其在土霉素降解中的卓越催化性能，更为环境工程领域提供了新型碳基电极设计范式。这项突破性进展有望推动电化学水处理技术的实际应用。