纳米纤维增强型的芬顿类氧化过程：实时观察猪粪废水中的四环素降解过程

《Environmental Technology》：Magnetically enhanced Fenton-like processes by nanofibers: real-time observation of tetracycline degradation in pig manure wastewater

柔性磁热辅助Fenton-like工艺高效降解猪粪水中四环素，实现>99%去除率，动力学分诱导期（缩短至分钟级）、加速期和钝化期，机理含羟基自由基生成及催化剂/聚合物相互作用。

　　

摘要

本研究采用了一种磁辅助的非均相芬顿类工艺，利用嵌入聚丙烯腈纳米纤维（MNFs）中的MnFe₂O₄磁性纳米颗粒（MNPs），来降解猪粪废水中的四环素（TC）。该工艺制得的柔性材料具有较高的磁加热能力（SLP约为2.2 kW/g）。通过紫外-可见光谱实时监测TC的降解过程，发现MNF/H₂O₂体系能够将TC浓度从$[\mathrm{TC}{]}_0\approx 6\mu g/\mathrm{mL}$降低到$\left[\mathrm{TC}\right]\approx 50\mathrm{ng}/\mathrm{mL}$，去除率达到了$40h$。对照组（空白PAN纤维）的吸附/降解速率仅为$\approx 8\mathrm{ng}/\mathrm{mL}?h$。降解动力学表现出三个阶段：诱导期（约5小时），随后是加速降解阶段，最后是降解活性降低阶段。通过建立非均相动态动力学模型（DKM），结合了活性氧（ROS）生成、催化剂表面失活及聚合物剥离等机制来解释这一过程。施加交变磁场（