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光芬顿和电芬顿在抗生素降解方面的研究及认识 　　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：tq150文献标识码：a文章编号：1671-0460（2019）02-0395-04 　　abstract：hispaper，thebasicprincipleoffentonprocesswasintroduced，theadvantagesanddisadvantagesofphoto-fentonandelectro-fentonwereexpoundedaswellastheirkeyparameters，mainlyincludingph，ironsourceandcatalysts. 　　keywords：photo-fenton;electro-fenton;antibiotics 　　相比于其他藥物，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。 　　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 　　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。 　　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。 　　事实上，hv可以促进fe2+的光还原和h2o2的直接光解，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，这阻碍了光芬顿在抗生素的实际降解。 　　ef工艺是电化学高级氧化工艺（eaops），对于几乎所有的抗生素都具有相当高的降解效率。toc和溶解有机碳（doc）是ef技术矿化度评估的常用指标，在消除毒性方面更具说服力[8]。例如，抗生素初始浓度对矿化仅有轻微的影响，即使抗生素浓度很高，通过延长处理时间就可以彻底矿化[9，10]。ef工艺中原位h2o2的浓度远低于pf工艺中的用量。ef过程中，阴极上会不断产生羟基自由基。fe2+通过fe3+的直接电子还原再生，并保持合适的fe2+/fe3+比率。此外，阳极上的非均相m（·oh）也是电催化过程中阳极氧化的重要组成部分，尤其是bdd和pt等高效阳极。 　　3光芬顿降解抗生素 　　3.1ph影响 　　ph值极大地影响fe3+在pf过程中的氧化态和溶解度，并且天然有机物（nom）的配位可以降低反应对ph值的要求[11]。弱离子化的h2o2会在碱性条件下产生