废糖蜜改性赤泥零价铁强化电芬顿降解环丙沙星机制

摘要

抗生素的广泛使用导致其在水环境中持续累积，引发抗性基因传播等生态风险.非均相电芬顿（HEF）技术因可规避铁泥生成且操作简单而成为用于处理水污染极具发展潜力的高级氧化技术，但其实际应用仍受限于Fe²⁺/Fe³⁺循环动力学迟缓及高成本等问题.本文以工业废料赤泥（RM）为原料，通过与另一工业废料废糖蜜共热解制备了零价铁（Fe⁰）基催化剂（RMM-1∶1）.表征结果证实，废糖蜜热解产生的还原性气体将RM中的铁氧化物高效还原为Fe⁰，赋予RMM-1∶1高比表面积与快速电子转移能力，通过强化Fe²⁺再生与多路径活性氧（^·OH,¹O₂，^·O₂^-）协同作用实现抗生素高效降解：RMM-1∶1在优化条件下对30 mg/L环丙沙星60 min的去除率达93.6%(表观速率常数0.1081 L·mg^-1·min^-1)，其Fe⁰介导的电子转移与非自由基路径（¹O₂主导）协同驱动污染物的去除.机理研究结果表明，Fe⁰的持续电子供给是突破Fe²⁺/Fe³⁺循环瓶颈的核心机制，而多活性氧的时空协同效应则保障了污染物的降解效能.

关键词

赤泥 / 非均相电芬顿技术 / 零价铁 / 资源利用 / 废水净化