Ti407泡沫电极去除水中氧氟沙星的效能分析

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关键词：电化学氧化；电极材料；传质；Ti407泡沫电极；Flow-through模式；氧氟沙星；抗菌活性；活性物质

电化学氧化水处理技术因其环境友好、矿化效率高等特点而广泛应用于抗生素废水的处理中，电极材料种类、反应器构型会影响污染物的去除效果．亚氧化钛（Ti407）电极于1950年被首次发现，具备良好的导电性和稳定性，同时显示出较高的电化学氧化活性，可高效去除水中的有机污染物．MISAL等利用多孔亚氧化钛电极降解磺胺甲恶唑后发现，在该体系下污染物的降解率可达（95.7±1.0）%．WANG等采用自制Ti407电极降解偶氮染料甲基橙，结果表明，甲基橙降解率可达99.3%．另外，Ti407电极易于制成Flow-through模式的过滤式膜电极，强化传质过程，提高电化学氧化的降解能力．LANG等利用Flow-through模式电化学反应器处理海洋养殖废水中的抗生素，结果表明，磺胺二甲嘧啶和诺氟沙星几乎完全被去除，因此，在Flow-through模式电化学反应体系中选择一种价格低廉、制备简单、高活性的阳极尤为重要．

目前新污染物治理问题受到极大重视，抗生素作为典型新污染物，得到了广泛关注．我国在近海域、河流湖泊、饮用水与地表水中均检测到氟喹诺酮类抗生素，其中，北方大清河中的氧氟沙星（OFL）含量可达16952.5ng/L，若该类物质长期存在于水环境中，不仅会产生抗性基因，还可能会与水中其他物质如重金属、微塑料等形成复合污染物，进而影响水生生态安全．

因此，本文以目前广泛存在于水体中的OFL为目标污染物，Ti407泡沫电极为阳极，构建Flow-through、Flow-by两种不同模式的电化学氧化体系．考察不同模式下污染物的去除情况及机制，并重点探究膜通量、电流密度、初始浓度对Flow-through电化学氧化体系降解OFL的影响，同时明确作用于OFL降解过程中的主要活性物质．

1材料与方法

1.1实验试剂与仪器

实验所用电极购自于Saint Gobain公司；OFL（纯度>98%）购自于阿拉丁（Aladdin）公司；生物试剂琼脂粉和酵母浸粉购自于北京奥博星生物技术有限公司；分析纯试剂HCI、NaOH、Na2 S04、NaCI、NaNO3、牛肉膏、蛋白胨和叔丁醇购自于天津大茂化学试剂厂．

实验所用主要仪器包括扫描电子显微镜（SEM，日本HITACHI，S-8010）、紫外可见分光光度计（哈希，DR6000）、pH计（美国梅德勒，FIVEPLUS）、直流电源（深圳市兆信电子仪器设备有限公司，PS-303D）和蠕动泵（兰格恒流泵有限公司，BTI00-2J）．

1.2实验装置

实验所用电催化氧化装置如图1所示．Flow-through模式反应器阳极采用有效面积为220cm2的Ti407泡沫电极，阴极为不锈钢，溶液体积为2200mL. OFL模拟废水初始浓度为20mg/L，电解质为Na：S04，电流密度为7.5mA/cm2。（剩余4189字）