中国环境科学

作者：魏永, 郭子寅, 袁学锋, 李克英, 周晨, 孙甜

单位：1. 常州大学环境科学与工程学院, 江苏 常州 213164;2. 常州大学城市建设学院, 江苏 常州 213164;3. 泰州职业技术学院, 江苏 泰州 225300

关键词：电沉积,SnO2,Bi-SnO2,电催化膜,卡马西平

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)

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-SnO2电催化膜(Bi-SnO2/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、SnO2/CM和Bi-SnO2/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-SnO2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1.03 Ωcm2降低为0.37 Ωcm2,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-SnO2/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/kg TOC,ΔTMP为0.177kPa.在连续运行时,Bi-SnO2/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/kg TOC,ΔTMP为0.613kPa.说明Bi-SnO2/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.

来源：2024年第5期

《中国环境科学》期刊编辑部

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