近日，Chemosphere 杂志在线发表了水利与土木工程学院李晓晨课题组题为“A novel continuous all-weather photo-electric synergistic treatment system for refractory organic compounds and its application in degrading enrofloxacin”的研究论文。本研究由10大信誉菠菜担保平台水资源保护与生态修复研究室完成，李晓晨教授为本文通讯作者，水利土木工程学院硕士生齐彬为本文第一作者。
光催化因其降解产物不会造成二次污染、降解有机污染物无选择性和低成本的特点，受到极大的关注。在光催化降解过程中，大多数催化剂以纳米粉末的形式存在，经光催化处理后难以回收再利用，容易造成二次污染。为了解决这一问题，可以制备负载型催化剂，并利用各种衬底来固定催化剂，例如玻璃、海沙、硅胶、陶瓷和不锈钢。与这些基底相比，碳毡（CF）因其导电性好、耐高温、比表面积高、机械稳定性好、成本低而成为理想的基底材料。电催化氧化是将电极材料与污染物直接接触实现有机物的降解，或是通过电化学反应中产生的氧化性的物质来氧化分解有机物。电催化氧化具有操作简单快捷、不会产生二次污染的优点，其中工作电极具有催化作用，是反应中的关键。但电催化氧化技术存在反应成本较高、电极材料易受损等问题，限制了其推广应用。
为了弥补光催化与电催化的不足，有研究人员将催化剂固定在导电基底上，不仅可以使催化剂易于回收利用，还可以通过施加偏压来加速光生电子–空穴（e––h+）对的分离，基于此开发了光电催化技术。传统的光电催化技术一般将催化剂附着在电极上，依赖于光，在无光的条件下无法实现对有机污染物的降解。因此有必要开发以CF为基底的光催化材料，并进一步优化光电催化来实现污染物的全天候降解。
本论文将光催化与电催化两种高级氧化技术进行耦合，研究光电协同对恩诺沙星（EFA）降解及其在全天候光电反应器中的应用。结果表明，与光催化和电氧化相比，光电协同去除EFA的效率分别提高了1.28倍和6.78倍。通过LC-MS检测了EFA降解过程中的14个中间产物，并提出EFA降解的路径。进一步探讨了MoS2/WO3/CF-5%的光电协同催化降解机理，外加偏压的存在可以促进e––h+对的分离，从而提高光催化性能。该研究采用太阳能光伏发电耦合光电协同催化联用技术，构建了一种新型的全天候光电协同连续处理系统，基于光电催化反应器，实现了一种绿色环保、能量自给的有机污染物处理方式，为以后其大规模工业化应用提供理论支持。
图1. 全天候连续流光电催化反应器组成
该研究得到了国家自然科学基金项目、省自然科学基金及水发规划设计有限公司科研项目的资助。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2023.138632
编 辑：万 千
审 核：贾 波
