Page 168 - 《精细化工》2022年第4期

·804· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷

由图 8a 可见，吸收带的强度随着电化学反应的 性的研究，后续需要进行更深层次的研讨。
进行而逐渐变弱，其中 358.6 nm 处的峰强明显减弱，
参考文献：
而 276.4 nm 处出现蓝移。这主要是由于电化学反应
–
过程中•OH 和•O 2 破坏 TCH 结构中一些官能团（如 [1] WANG R (王冉), LIU T Z (刘铁铮), WANG T (王恬). The fate of
antibiotics in environment and its ecotoxicology: A review[J]. Acta
苯环、酚基） [30] ，产生了一些中间体，其化学结构 Ecologica Sinica (生态学报), 2006, 26(1): 265-270.
与 TCH 相似。电解 90 min 后，两处的紫外吸收峰 [2] NAIHARA W, AQUINO J M, MARINA D, et al. Optimization of the
electrochemical degradation process of the antibiotic ciprofloxacin
还存在，表明 TCH 的发色团并没有完全被破坏，但 using a double-sided β-PbO 2 anode in a flow reactor: Kinetics,
是随着电解时间的延长，中间产物的结构和官能团 identification of oxidation intermediates and toxicity evaluation[J].
Environmental Science & Pollution Research, 2019, 26: 4438-4449.
被不断产生的活性物质破坏，形成小分子有机物， [3] MI X Y, YANG M Z, XIE L B, et al. RGO/MoS 2/Ce 0.75Zr 0.25O 2
而这些小分子产物最终会被矿化为二氧化碳、水和 electro-Fenton cathode with higher matching and complementarity
for efficient degradation of ciprofloxacin[J]. Catalysis Today, 2020,
其他无机离子。还探究了电化学降解后的 TCH 废水 339: 371-378.
的生化性，结果见图 8b。由图 8b 可知，TCH 废水 [4] GUO X L, LIN Y H, WAN J F, et al. Study on preparation of SnO 2-TiO 2/
nano-graphite composite anode and electro-catalytic degradation of
初始 BOD 5 /COD Cr 为 0.008，随着电化学反应的进行，
ceftriaxone sodium[J]. Chemosphere, 2016, 164: 421-429.
270 min 时 BOD 5 /COD Cr 增加到 0.450，此时 TCH 废 [5] YU X J, SUN T Y, WAN J F. Preparation for Mn/nanographite
水的可生化性较好，从而可满足后续生化系统处理 materials and study on electrochemical degradation of phenol by
Mn/nanographite cathodes[J]. Nanosci Nanotechnol, 2014, 14(9):
的要求。这可能是因为在电化学降解过程中自由基 6835-6840.
等活性物质攻击了 TCH 的结构和官能团。而物质的 [6] YU X J, QIANG L W. Preparation for graphite materials and study
on electrochemical degradation of phenol by graphite cathodes[J].
抗药性、生物毒性等一系列化学性质与结构和官能 Advances in Materials Physics & Chemistry, 2012, 2(2): 63-68.
团相关联 [31] 。因此，经 MnO x /NG 阴极电化学体系 [7] ZHANG X B, LI L T, SUN Z X, et al. A simple physical mixing
2+
method for MnO 2/MnO nanocomposites with superior Zn storage
降解后的 TCH 废水的可生化性和生物毒性得到了
performance[J]. Transactions of Nonferrous Metals Society of China,
很大的改善。 2020, 30(12): 3347-3355.
[8] SUN M, FANG L M, LIU J Q, et al. Electro-activation of O 2 on
3 结论 MnO 2/graphite felt for efficient oxidation of water contaminants
under room condition[J]. Chemosphere, 2019, 234: 269-276.
[9] SONG J J (宋佳佳). Synthesis of manganese oxides, silicon oxides
采用溶胶-凝胶法制备了 MnO x /NG，MnO x 成功 electrode materials and their electrochemical properties[D]. Xi'an:
地负载在 NG 上，且 MnO 2 是 MnO x 的主要成分。 Shaanxi University of Science & Technology (陕西科技大学), 2021.
[10] WANG W M, YU J, ZOU J L, et al. Mechanism for enhancing
MnO x 的掺入有效减小了电极的电阻，增加了电极的 biodegradability of antibiotic pharmacy wastewater by in-situ
导电性和电化学稳定性，也为电催化氧化反应提供 generation of H 2O 2 and radicals over MnO x/nano-G/2-EAQ/AC
cathode[J]. Electrochimica Acta, 2016, 191: 426-434.
了更多的活性位点。 [11] DELIMARAIS D, IOANNIDES T. VOC oxidation over MnO x-CeO 2
TCH 降解实验的最优条件为：TCH 初始质量浓 catalysts prepared by a combustion method[J]. Applied Catalysis B:
Environmental, 2009, 84(1): 303-312.
2
度为 20 mg/L，电流密度为 30 mA/cm ，极板距离为 [12] LI Y, XU Z Y, WANG D W, et al. Snowflake-like core-shell
10 mm，溶液初始 pH 为 5.0。 α-MnO 2@δ-MnO 2 for high performance asymmetric supercapacitor
[J]. Electrochimica Acta, 2017, 251: 344-354.
MnO x 纳米颗粒增强了 NG 电极的电化学性能，
[13] SUN M, FANG L M, LIU J Q, et al. Electro-activation of O 2 on
提高了 NG 电极对 TCH 的电化学氧化能力，使 MnO 2/graphite felt for efficient oxidation of water contaminants
under room condition[J]. Chemosphere, 2019, 234: 269-276.
MnO x/NG 电极对 TCH 的降解效果高于 NG 电极，也
[14] GOPI T, SWETHA G, SHEKAR S C, et al. Catalytic decomposition
远高于常规的电极。随着反应的进一步进行，360 min of ozone on nanostructured potassium and proton containing δ-MnO 2
时，TCH 的降解效率上升至 94.74%。使用 7 次时， catalysts[J]. Catalysis Communications, 2017, 92: 51-55.
[15] MAO L G, CHEN Z Z, WU X Y, et al. Plasma-catalyst hybrid reactor
MnO x /NG 电极电化学反应 60 min 后，TCH 仍有 with CeO 2/γ-Al 2O 3 for benzene decomposition with synergetic effect
48.19%的降解效率，继续循环使用，TCH 降解效率 and nano particle by-product reduction[J]. Journal of Hazardous
Materials, 2017, 347: 150-159.
没有明显降低，表明 MnO x /NG 电极具有良好的稳定 [16] TEHARE K K, ZATE M K, NAVALE S T, et al. Electrochemical
性和重复使用性。MnO x /NG 电极将 TCH 降解为一 supercapacitors of cobalt hydroxide nanoplates grown on conducting
cadmium oxide base-electrodes[J]. Arabian Journal of Chemistry,
些中间体和小分子有机物，很大程度上改善了废水 2017, 10(4): 515-522.
的可生化性能、生物毒性等化学性质。 [17] WANG H Z, GUO W Q, LIU B H, et al. Edge-nitrogenated biochar
for efficient peroxydisulfate activation: An electron transfer
新制备的 MnO x /NG 电极可作为一种廉价、易操 mechanism[J]. Water Research, 2019, 160: 405-414.
作、性能稳定、实用性强的电化学阴极，用于抗生 [18] DAI Q Z, SHEN H, XIA Y J, et al. The application of a novel
Ti/SnO 2-Sb 2O 3/PTFE-La-Ce-β-PbO 2 anode on the degradation of
素废水的处理，具有广阔的应用前景。但是对于 TCH cationic gold yellow X-GL in sono-electrochemical oxidation system
在电化学降解过程中的具体产物的分析和各产物毒 [J]. Separation & Purification Technology, 2013, 104: 9-16.