Bi-SnO_(2)电催化膜的制备及对饮用水中卡马西平的强化去除

作     者：魏永 郭子寅 袁学锋 李克英 周晨 孙甜 WEI Yong;GUO Zi-yin;YUAN Xue-feng;LI Ke-ying;ZHOU Chen;SUN Tian

作者机构：常州大学环境科学与工程学院江苏常州213164 常州大学城市建设学院江苏常州213164 泰州职业技术学院江苏泰州225300 

出 版 物：《中国环境科学》 (China Environmental Science)

年 卷 期：2024年第44卷第5期

页      面：2543-2553页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0815[工学-水利工程] 

基　　金：2022年江苏省科技副总资助项目(FZ20220784) 泰州市科技支撑计划(社会发展)资助项目(SSF20220149) 常州大学大创资助项目(202310292325B) 江苏省大创资助项目(202310292074Y) 

主　　题：电沉积 SnO_(2) Bi-SnO_(2) 电催化膜 卡马西平 

摘      要：以家用净水器活性炭滤芯为支撑体(Carbon membrane,CM),通过电沉积法制备Bi-SnO_(2)电催化膜(Bi-SnO_(2)/CM),通过电催化强化降解饮用水中的PPCPs.采用SEM、EDS、XRD分别对CM、SnO_(2)/CM和Bi-SnO_(2)/CM进行了结构表征,并利用Tafel、CV、EIS方法对3种膜的析氧电势、比电容和电化学阻抗等电化学特性进行表征,并选取卡马西平(Carbamazepine,CBZ)作为PPCPs代表物进行电催化效能试验研究.结果表明:采用电沉积-水热方法制备的Bi-SnO_(2)纳米颗粒的粒径尺寸约为27.2nm,可以很好地负载到活性炭滤芯表面,并制备出电化学性能优异的电催化膜,相比基膜其Tafel斜率由31.09mV/dec增至80.22mV/dec,电化学阻抗由1.03Ωcm^(2)降低为0.37Ωcm^(2),比电容也由0.689F/g增至2.635F/g.最终通过实验验证了其对卡马西平的降解效果,在静态循环实验中,Bi-SnO_(2)/CM对CBZ的去除率30min可达到97.3%,在运行1h后矿化率为59.2%,耗能为123.87kW·h/kgTOC,ΔTMP为0.177kPa.在连续运行时,Bi-SnO_(2)/CM对CBZ的去除率达93.7%,在运行1h后矿化率为35.2%,耗能为208.33kW·h/kgTOC,ΔTMP为0.613kPa.说明Bi-SnO_(2)/CM电催化膜具有良好的导电性、电催化活性和稳定性,同时对CBZ具有较好的去除效果.