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W和Mo氧化物介导的序批式厌氧与电芬顿工艺在光辅助微生物燃料电池中对偶氮染料甲基橙的降解/矿化
摘要： 在光辅助微生物燃料电池（MFCs）中，通过厌氧-好氧序批式运行并添加Fe(III)及钨钼氧化物催化物种，实现了污染水体中偶氮染料甲基橙（MO）降解矿化强化与可再生电能的同步生产。该创新工艺中，沉积于石墨毡阴极的钨钼氧化物加速了电子传递与MO还原脱色，同时通过以下途径强化MO及其中间产物的矿化：(i)Fe(III)光还原为Fe(II)；(ii)光化学/电化学产生的Fe(II)与好氧阶段原位生成过氧化氢反应产生羟基自由基（HO?）。厌氧条件下，MO还原脱色由阴极电子驱动，中间产物部分氧化通过空穴氧化生成N,N-二甲基对苯二胺；好氧条件下超氧自由基（O2?-）占主导并形成4-羟基-N,N-二甲基苯胺。当存在Fe(III)时，好氧阶段HO?对中间产物的氧化作用超过O2?-，通过氧化4-羟基-N,N-二甲基苯胺和N,N-二甲基对苯二胺生成苯酚和胺类。相较于单一Fe(III)存在下的厌氧或好氧运行，这种厌氧-电芬顿序批工艺（Fe(III)10mg/L，厌氧20分钟-好氧100分钟）使20mg/L MO实现完全降解矿化（96.8±3.5%）并同步发电（0.0002kWh/kg MO），其氧化反应速率显著提升。本研究为偶氮染料污染水体的高效修复与可再生能源同步生产提供了环境友好型替代方案。
关键词： 偶氮染料、脱色、光辅助微生物燃料电池、电芬顿、矿化
更新于2025-09-23 15:23:52
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一种用于橙G降解的双TiO2/Ti-不锈钢阳极，在光电化学与光-电芬顿耦合体系中应用
摘要： 采用由不锈钢和TiO?/Ti电极组成的双阳极体系，通过耦合光电催化（PEC）与光电芬顿（PEF）技术，研究以偶氮染料橙黄G（OG）为代表的危险化学品降解动力学。TiO?/Ti光催化剂表面羟基自由基的同步生成与不锈钢电极上芬顿试剂的原位产生，显著提升了PEC/PEF电极相较于单一PEC或PEF工艺的处理效能。该工艺效率取决于溶液中Fe2?、H?O?浓度及·OH自由基含量，这些因素共同促进OG及其副产物的氧化降解。通过估算平均碳氧化态（COS）反映矿化程度，并基于·OH、OG、Fe2?的准一级动力学建立了相应反应速率方程。紫外-可见光谱分析鉴定出四种主要中间产物，据此推导出OG的降解路径。
关键词： 光电催化氧化，橙黄G，电芬顿，光电芬顿，电化学氧化
更新于2025-09-23 15:23:52