近日，Chemosphere 雜志在線發表了水利與土木工程學院李曉晨課題組題為“A novel continuous all-weather photo-electric synergistic treatment system for refractory organic compounds and its application in degrading enrofloxacin”的研究論文。本研究由山東農業大學水資源保護與生態修復研究室完成，李曉晨教授為本文通訊作者，水利土木工程學院碩士生齊彬為本文第一作者。

光催化因其降解產物不會造成二次污染、降解有機污染物無選擇性和低成本的特點，受到極大的關注。在光催化降解過程中，大多數催化劑以納米粉末的形式存在，經光催化處理后難以回收再利用，容易造成二次污染。為了解決這一問題，可以制備負載型催化劑，并利用各種襯底來固定催化劑，例如玻璃、海沙、硅膠、陶瓷和不銹鋼。與這些基底相比，碳氈（CF）因其導電性好、耐高溫、比表面積高、機械穩定性好、成本低而成為理想的基底材料。電催化氧化是將電極材料與污染物直接接觸實現有機物的降解，或是通過電化學反應中產生的氧化性的物質來氧化分解有機物。電催化氧化具有操作簡單快捷、不會產生二次污染的優點，其中工作電極具有催化作用，是反應中的關鍵。但電催化氧化技術存在反應成本較高、電極材料易受損等問題，限制了其推廣應用。

為了彌補光催化與電催化的不足，有研究人員將催化劑固定在導電基底上，不僅可以使催化劑易于回收利用，還可以通過施加偏壓來加速光生電子–空穴（e––h+）對的分離，基于此開發了光電催化技術。傳統的光電催化技術一般將催化劑附著在電極上，依賴于光，在無光的條件下無法實現對有機污染物的降解。因此有必要開發以CF為基底的光催化材料，并進一步優化光電催化來實現污染物的全天候降解。

本論文將光催化與電催化兩種高級氧化技術進行耦合，研究光電協同對恩諾沙星（EFA）降解及其在全天候光電反應器中的應用。結果表明，與光催化和電氧化相比，光電協同去除EFA的效率分別提高了1.28倍和6.78倍。通過LC-MS檢測了EFA降解過程中的14個中間產物，并提出EFA降解的路徑。進一步探討了MoS2/WO3/CF-5%的光電協同催化降解機理，外加偏壓的存在可以促進e––h+對的分離，從而提高光催化性能。該研究采用太陽能光伏發電耦合光電協同催化聯用技術，構建了一種新型的全天候光電協同連續處理系統，基于光電催化反應器，實現了一種綠色環保、能量自給的有機污染物處理方式，為以后其大規模工業化應用提供理論支持。

圖1. 全天候連續流光電催化反應器組成

該研究得到了國家自然科學基金項目、省自然科學基金及水發規劃設計有限公司科研項目的資助。

原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2023.138632

編      輯：萬    千 

審      核：賈    波