光芬顿和电芬顿在抗生素降解方面的研究及认识

芬顿在抗生素的实际降解。
Abstract: Fenton process is an emerging technology with great potential for pollutant degradation. In this paper, the basic principle of Fenton process was introduced, the advantages and disadvantages of photo-Fenton and electro-Fenton were expounded as well as their key parameters, mainly including pH, iron source and catalysts. Key words: Photo-Fenton; Electro-Fenton; Antibiotics
事实上，hv 可以促进 Fe2+的光还原和 H2O2 的直
收稿日期：2018-06-06 作者简介：何阳卓（1997-），女，湖南郴州人，研究方向：电催化水处理。E-mail：qinaiyumeishi@163.com。 通讯作者：魏建宏（1971-），女，湖南长沙人，讲师，研究方向：主要从事生态环境修复等方面的研究工作。E-mail：weijianhongluo@163.com。
芬顿技术通常优于常规不改变抗生素结构的水 处理过程，在一定条件下，光芬顿（PF）和电芬顿 （EF）技术都能够实现有机物的彻底矿化。近年来， 关于高效电极和有效光源的研究，分别加速了 EF 和 PF 对抗生素降解的发展。本文阐述了 PF、EF 技 术中关于降解抗生素的基本原理，比较了两种技术 的优缺点，以及影响其降解的关键参数。
1 基本原理
在废水处理中，基于不同机制的有机和无机污 染物的分离、降解过程中，EF 和 PF 技术总是被相 互比较。芬顿反应是产生均相羟基自由基(·OH)的基 本反应。同时，Fe2+是芬顿技术的代表性离子，而 类芬顿技术可以用各种金属离子（例如 Cu2+）对 H2O2 进行分解[1]。
2 优缺点分析
DOI:10.13840/j.cnki.cn21-1457/tq.2019.02.044
Research and Knowledge on Photo-Fenton and Electro-Fenton for the Degradation of Antibiotics
HE Yang-zhuo1, WEI Jian-hong2*, ZHOU Yao-yu1, ZHANG Jia-chao1, LUO Lin1
作为先进氧化工艺（AOPs）的代表，EF 和 PF 工艺的操作参数的研究已经在一些文章中分别进行 了讨论[1-4]。然而，近期研究表明，降解抗生素的关 键参数对 EF 和 PF 技术呈现出不同的趋势。例如， 纳米级零价铁（nZVI）在芬顿技术中表现出 pH 响 应特性，似乎它可以简单、直接地用于 PF 和 EF 技 术[5]。实际上，nZVI 只适用于异构 PF 过程，而在 EF 过程中，对 nZVI 的性能进行研究是没有任何价 值的。
摘
要：芬顿是目前的新兴技术，在对污染物降解方面具有巨大的潜力。本文介绍了芬顿的基本原理，阐
明了光芬顿、电芬顿技术的优缺点，以及影响光芬顿、电芬顿技术的关键参数，主要包括 pH、铁源和催化剂。
关 键 词：光芬顿；电芬顿；抗生素
中图分类号：TQ 150
文献标识码： A
文章编号： 1671-0460（2019）02-0395-04
第 48 卷第 2 期 2019 年 2 月
当代化工 Contemporary Chemical Industry
Vol.48，No.2 February，2019
光芬顿和电芬顿在抗生素降解方面的研究及认识
何阳卓 1，魏建宏 2*，周耀渝 1，张嘉超 1，罗琳 1
（1. 湖南农业大学 资源环境学院，湖南 长沙 410128； 2. 湖南农业大学 生物科技学院，湖南 长沙 410128）
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当代
接光解，但 PF 技术的降解能力仍然有限。H2O2 的
最佳投加量主要取决于污染物浓度，对于没有高效
率半导体的 PF 工艺，总有机碳（TOC）的去除效果
并不 理想 [7]。此 外， H2O2 的不 稳定性 增加 了控制 H2O2/Fe2+摩尔比的难度。在之前的研究中，H2O2 的 初始浓度必须考虑到废水的实际参数，这阻碍了光
ห้องสมุดไป่ตู้
相比于其他药物，抗生素的毒性是间接的，因 而没有引起社会足够的关注。抗生素对细菌的影响 被比作为四刃剑，它能够抵抗细菌感染，同时还可 以控制感染性疾病的传播。但是，也会增强致病菌 对抗生素的耐药性，以及损伤大量有益细菌。滥用 抗生素会使其在环境中浓度提高，从而加强细菌转 录。因此，全球范围内抗生素带来的问题表明，找 出有效经济的降解抗生素的方法是非常迫切的。
(1. College of Resources and Environment, Hunan Agricultural University, Hunan Changsha 410128, China; 2. College of Bioscience and Biotechnology, Hunan Agricultural University, Hunan Changsha 410128, China)
EF 和 PF 工艺是 Fenton 工艺的延伸，但它们之 间在主要机理和关键参数方面存在巨大差异。典型 的 PF 工艺将发生在 Fe，hv 和 H2O2 同时存在的情况 下，相比芬顿工艺具有更高的效率，相比电芬顿有 更低的能耗[1]。大多数用于芬顿技术的高性能催化 剂可用于 PF，并且光电流反应不需要过量的盐用于 导电。此外，光催化中的半导体通常用于产生活性 电子空穴对，加速氧化、还原和自由基反应[6]。尽 管大多数 PF 技术的 hv 通常需要额外的能量输入， 但与 EF 技术相比，处理过的溶液中的能量损失可 忽略不计。