《Journal of Water Process Engineering》：Photoelectrocatalytic degradation of anthraquinone dyes: Catalytic materials, reaction pathways, and post-treatment toxicity
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•全面综述了蒽醌染料降解的最新进展•系统比较了光催化、电氧化和光电催化技术•讨论了催化剂改性策略•批判性评估了矿化率和毒性•蒽醌染料降解面临的挑战与未来展望引言工业废水造成的水污染仍然是重大的环境挑战，尤其是在受快速城市化、人口增长和工业排放管理不善影响严重的地区[1]，[2
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全面综述了蒽醌染料降解的最新进展
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系统比较了光催化、电氧化和光电催化技术
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讨论了催化剂改性策略
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批判性评估了矿化率和毒性
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蒽醌染料降解面临的挑战与未来展望
引言
工业废水造成的水污染仍然是重大的环境挑战，尤其是在受快速城市化、人口增长和工业排放管理不善影响严重的地区[1]，[2]。在各类工业部门中，纺织行业因其对水和能源的高消耗量而尤为突出，是造成全球水污染的主要原因之一，其排放含有各种染料和化合物的复杂废水[3]，[4]。纺织加工耗水量大，据报道约80–90%的水最终以废水形式排放[5]。含染料废水的不当处置对环境造成了严重污染[3]。合成染料通常表现出高化学稳定性、低生物降解性和高毒性，使得传统处理方法难以将其去除[6]，[7]，[8]。
蒽醌染料值得特别关注，因为其含杂环的芳香框架结构和多样的取代基赋予了其高色强度和抗生物降解能力[9]，[10]。它们广泛用于纺织和其他着色应用，一般被认为是仅次于偶氮染料的重要工业染料家族[11]，[12]。其环境相关性不仅来自于母体染料本身，还来自于不完全处理后可残留的转化产物。
在此背景下，高级氧化过程（AOPs），特别是非均相光催化（PC）、电化学氧化（EO）和光电催化（PEC），已被用于降解蒽醌染料的研究。PEC尤其具有吸引力，因为它将光照与外加电位相结合。在PEC中，光照在半导体光电极上产生电子-空穴对，而外加偏压可以在适当条件下提高电荷提取效率并降低复合率[13]。将光催化剂固定在电极表面还可以避免悬浮液光催化所需的固液分离步骤[14]。此外，使用可再生能源或太阳能运行PEC系统可以改善该工艺的可持续性，尽管这本身并不能降低染料降解的固有能耗需求。
表1将本综述置于近年来关于基于PEC的染料处理、混合系统、光电极材料和相较高级氧化过程的相关文献框架中。这一比较旨在明确本综述的范围，而非暗示关于广义PEC机制或通用染料去除技术的综述尚不存在。
如表1所示，近期的综述文章已涉及PEC在染料降解中的应用、混合PEC系统、PEC辅助制氢、基于g-C3N4的光电极、微反应器构型以及更广泛的基于AOP的染料处理[13]，[15]，[16]，[17]，[18]，[19]，[20]，[21]，[22]，[23]。然而，光电催化在蒽醌染料领域的应用仍处于探索初期，在材料设计、转化途径、矿化证据和后处理毒性之间尚未建立有效关联，留下了关键空白。这一区分具有重要意义，因为脱色仅表明发色团被破坏，但本身并不能证明母体分子被破坏、有机碳被去除或生物效应降低。
在此背景下，本综述批判性地整合了PEC的基本原理、用于降解蒽醌染料的催化材料和光电极、其主要转化途径和机理，以及脱色、降解与矿化之间的区别，特别关注转化产物和后处理毒性。这种方法为目前将光电催化应用于蒽醌染料的现状提供了综合视角，突出了文献中的关键局限以及开发更高效、可重复且环境安全的系统所带来的机遇。
本综述还指出了当前开发基于PEC的处理系统在染料去除方面虽有效，但在污染物矿化和环境风险降低方面同样需要证明其有效性所面临的局限性及未来研究需求。
各节摘要
方法论
在ScienceDirect、Scopus和Web of Science数据库中进行了结构化文献检索，以查找关于蒽醌染料光电催化降解的研究。同时也查阅了Google Scholar，以补充主数据库未检索到的相关出版物。检索词包括"光电催化"、"蒽醌染料"、"蒽醌染料"与"降解"，以及"蒽醌染料"与"电化学氧化"。
由于光电催化结合了
光电催化基本原理
非均相光催化是水处理和废水处理中研究最广泛的高级氧化过程之一，因为它能在相对温和的操作条件下产生活性氧物种（ROS）。然而，光生电子和空穴的体内及表面复合通常会限制其效率，阻碍这些载流子参与界面氧化还原反应[25]，[26]。PEC通过将半导体光激发与
用于降解蒽醌染料的催化材料
尽管本综述主要关注光电催化，但同时也考虑了非均相光催化和电化学氧化的研究，因为它们为催化剂设计、降解途径和活性物种生成提供了与光电催化处理系统相关的重要信息。各种催化材料已被研究用于通过高级氧化过程在含水体系中降解蒽醌染料，包括光催化，
蒽醌染料降解的机理途径
蒽醌染料在高级氧化过程中的降解取决于各种处理构型下生成的活性物种，包括光催化、电化学和光电化学体系。这些活性物种与染料的发色团和芳香结构发生作用，通过破坏共轭体系促进脱色。进一步氧化可将中间产物转化为较小的有机化合物，并在足够强的氧化条件下
脱色与矿化
在本综述中，脱色指可见光吸收值的降低，主要是染料发色团被破坏所致。降解指母体染料转化为中间产物的化学变化，而矿化则代表更为严格的过程终点，涉及有机碳转化为无机物种，主要是CO2、H2O和无机离子。因此，总有机碳（TOC）去除率被用作矿化的定量指标，尽管它并不能表明
后处理生态毒性
评估后处理生态毒性对于评价用于蒽醌染料去除的光电催化过程的环境性能至关重要。脱色主要反映发色团结构的破坏，并不能证明完全降解、矿化或解毒。染料的转化产物可能具有与母体化合物不同的生物效应。因此，处理性能不能仅凭
挑战与未来展望
尽管实验室规模的光电催化过程在降解蒽醌染料方面取得了显著进展，但若干根本性挑战仍然制约着其大规模应用。载流子复合仍然是核心限制因素，因为它降低了可用于界面直接反应和活性氧物种生成的光生电子和空穴比例。尽管外加电偏压可促进电荷分离，但处理
结论
本综述表明，光电催化系统能够有效去除蒽醌染料，特别是当半导体异质结构改善光吸收、电荷分离和界面电荷转移时。然而，这些系统的环境性能不能仅凭脱色来判定。发色团的破坏并不证明矿化或解毒，转化产物可能仍然具有生物活性或表现出毒性
作者贡献声明（CRediT）
Marcos Atreius Reis Santos：撰写——初稿、可视化、方法论、调查研究、形式化分析、概念构思。Géssica de O. Santiago Santos：撰写——初稿、方法论、调查研究、形式化分析、概念构思。Katlin I. Barrios Eguiluz：撰写——审阅与编辑、监督、资源支持。Giancarlo R. Salazar-Banda：撰写——审阅与编辑、监督、资源支持。Rosane M.P.B. Oliveira：撰写——审阅与编辑、监督、资源支持。
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文所报告工作的已知竞争性经济利益或个人关系。
致谢
本研究由巴西资助机构提供资金支持，包括巴西高级人才培养协调局（CAPES）（资助编号：88887.137529/2025-00和88881.708088/2022-01）、巴西国家科学与技术研究委员会（CNPq）（资助编号：307866/2022-0、305287/2022-2和314786/2026-0）以及塞阿拉州研究与技术创新基金会（FAPITEC/SE）（资助编号：019203.04492/2025-4）。
Marcos Atreius Reis Santos|Géssica de O. Santiago Santos|Katlin I. Barrios Eguiluz|Giancarlo R. Salazar-Banda|Rosane M.P.B. Oliveira
