二维层状NiO/g-C3N4 复合材料在无铁光电类芬顿体系中有效去除环丙沙星的研究

贾晓庆，白晓宇，吉喆喆，李轶,＊，孙妍，秘雪岳，展思辉,＊

1 天津大学理学院，天津 300072

2 南开大学环境科学与工程学院，天津 300071

1 引言

近年来，抗生素类药物对人类健康和社会发展做出了巨大贡献1。环丙沙星(CIP)作为一种广谱抗菌的喹诺酮类抗生素，由于其具有优异的杀菌效果，被广泛用于医疗卫生和养殖业等领域。然而生物体摄入的抗生素大部分会随着排泄物被排出体外2-4，进入环境的CIP难以生物降解并且会诱导抗生素耐药性基因的产生，这无疑对生态安全造成了严重威胁2。随着CIP在各种水生环境中被广泛检出，建立高效去除水体中CIP的方法已迫在眉睫。

以产生具有高氧化活性的羟基自由基(·OH，Eθ= 2.8vs.SHE)为特征的芬顿技术能够无选择性的将有机污染物转化为无害的产物，因此被认为是一种深度处理水污染的方法5。电芬顿过程是基于电化学的芬顿反应，O2在阴极通过两电子还原反应生成H2O2，进而在芬顿催化剂作用下分解为·OH6。为了实现有机污染物的高效降解，在电芬顿体系中引入可见光能够有效地提高其催化性能，当光能大于半导体的带隙能时，光催化剂吸收光能激发出电子(e−)和空穴(h+)，它们分别具有强还原性和强氧化性，光生电子迁移到光催化剂表面，发生还原发应，O2被还原成·O2−，相反，空穴迁移到光催化剂的表面，氧化H2O产生·OH7。多种高活性物种(·OH，·O2−，h+)的产生可加快有机污染物的氧化降解。因此，构建光电类芬顿体系对有机污染物的降解具有很大潜力。

石墨相氮化碳(g-C3N4)是一种具有可见光响应的非金属半导体材料，具有优异的化学稳定性、热稳定性、毒性低并且制备简单等优点8,9。……