[发明专利]一种光电降解双电极系统及在降解盐酸四环素废水中的应用

说明书

本发明公开了一种光电降解双电极系统及在降解盐酸四环素废水中的应用，属于有机污染废水净化与废水资源化利用技术领域。该光电降解双电极系统阳极为Mo/ZnO/NiF光催化阳极片，阴极为ZnFesubgt;2/subgt;Osubgt;4/subgt;/GO/CC催化电极膜组件，通过导线连接阴阳两极并外接电阻，将盐酸四环素废水加入光电降解双电极系统的反应池中，用Hsubgt;2/subgt;SOsubgt;4/subgt;溶液调节废水的pH值，之后将PMS加入反应池中，并用可见光照射，进行氧化还原反应，完成盐酸四环素废水中盐酸四环素的降解。本发明的光电降解双电极体系在太阳光照射下，利用光催化剂协同PMS体系，有效提高了废水中TC‑HCl的降解效率。

技术领域

本发明涉及一种光电降解双电极系统及在降解盐酸四环素废水中的应用，属于有机污染废水净化与废水资源化利用技术领域。

背景技术

近年来，四环素类抗生素已广泛应用于医疗、畜牧和水产养殖等领域，其中盐酸四环素(TC-HCl)是应用最广泛的兽药和人药抗生素之一。由于不合理使用，TC-HCl往往会在环境中过度积累，通常与废水产生和污水排放有关。因此，TC-HCl会残留在土壤和水生生态系统(河水、地下水)中，最终出现在饮用水中。这种物质对环境的污染严重威胁着公众健康和生态安全。TC-HCl因其稳定的化学结构和难降解性被认为是一种持久性污染物，环境中TC-HCl的长期存在可导致耐抗生素细菌菌落的进化，产生超级细菌。因此，快速高效地将TC-HCl转化为无活性、无毒的副产物至关重要。

盐酸四环素属于难降解有机污染物，目前去除盐酸四环素主要采用吸附、微生物降解、电解、高级氧化和光催化等方法，这些工艺普遍存在降解效率低、成本较高、易产生二次污染等问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种光电降解双电极系统及在降解盐酸四环素废水中的应用，不需要额外添加电源，通过光照作用，在光生空穴及SO₄·^-等强氧化性自由基的作用下对有机污染物TC-HCl进行降解，本发明降解盐酸四环素废水的方法易于控制，具备良好的环境兼容性，操作简单、成本低，使难降解的TC-HCl废水得到有效的处理。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明的技术方案之一：

一种光电降解双电极系统，阳极为Mo/ZnO/NiF光催化阳极片，阴极为ZnFe₂O₄/GO/CC催化电极膜组件，通过导线连接阴阳两极并外接电阻。

进一步地，所述Mo/ZnO/NiF光催化阳极片使用钛丝连接固定，Mo/ZnO/NiF光催化阳极片以泡沫镍为基底，以Mo/ZnO作为催化剂制备得到，其中Mo/ZnO催化剂由(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O、Zn(Ac)₂·2H₂O、(CH₂OH)₂和C₂H₅OH制备而成。

更进一步地，所述Mo/ZnO/NiF光催化阳极片的制备方法包括以下步骤：

将Zn(Ac)₂·2H₂O和(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O加入乙醇与乙二醇混合溶剂中，磁力搅拌得到共混溶剂；将泡沫镍用乙醇浸泡并烘干；将烘干后的泡沫镍加入所述共混溶剂中，180℃水热合成10h，自然冷却之后将泡沫镍取出并用乙醇洗涤，放入烘箱中200℃热处理5h，得到所述Mo/ZnO/NiF光催化阳极片。