石墨烯/CuFe2O4驱动非均相太阳能光电芬顿技术对农业农药的可持续降解研究

本推荐介绍一项创新性水处理技术研究，通过石墨烯/CuFe2O4复合催化剂驱动的非均相太阳能光电芬顿（HSPEF）工艺，在自然光照和碱性条件（pH 9）下高效降解水体中三种典型农药（甲萘威、多菌灵和吡虫啉）。该技术实现了100%农药降解率与40%总有机碳（TOC）去除率，催化剂稳定性强且可重复利用，为农业废水处理提供了绿色可持续的解决方案。

　　

Highlights

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  石墨烯/CuFe₂O₄磁性催化剂在碱性条件（pH 9）下展现卓越催化活性

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  太阳光驱动HSPEF工艺实现120分钟内100%降解三种目标农药

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  真实水样中甲萘威完全降解，多菌灵（71%）和吡虫啉（56%）高效去除

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  总有机碳（TOC）去除率达40%，转化产物毒性显著降低

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  催化剂稳定性强，金属浸出率低，具备工业化应用潜力

Conclusions

本研究证实石墨烯杂化催化剂（GH-CuFe₂O₄）在非均相太阳能光电芬顿（HSPEF）体系中对难降解农药（甲萘威、多菌灵、吡虫啉）具有卓越的降解性能。该系统在碱性条件（pH 9）下高效运行，不仅促进过氧化氢（H₂O₂）和羟基自由基（•OH）的原位生成，还通过避免后续pH调节降低运营成本。催化剂表现出优异的稳定性和可重复使用性，在真实环境水体（二级出水与河水）中仍保持高活性。液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）分析证实农药转化产物的预测毒性显著降低，凸显该技术作为可持续且可扩展的废水处理方案的巨大潜力，特别适用于农业及分散式水处理场景。