新型生物电Fenton法降解偶氮染料：铁复合碳毡阴极研究

传统电Fenton反应通过电化学方法产生H2O2，需外加电源，能耗大，成本高。基于MFC持续产电并可驱动阴极电Fenton系统运行的特点，本研究以铁复合碳毡为阴极电极，构建了微生物燃料电池驱动的生物电Fenton系统，探讨了铁复合碳毡及阴极pH对偶氮染料(金橙I号)脱色的影响。结果发现，铁复合碳毡脱色效果均好于普通碳毡。当pH为3时，4 h后Fe@Fe2O3/CF阴极脱色率达91.7%，明显高于α-FeOOH/CF和FeAlSi/CF的83.4%和69.9%。扫描电镜发现，Fe@Fe2O3以微粒状结构附着于碳毡表面，比表面积增大，可能是Fe@Fe2O3/CF脱色性能改善的主要原因。研究表明，低pH有利于生物电Fenton反应的进行。当pH由3.0提高至5.0时，Fe@Fe2O3/CF阴极脱色率降低至47.1%。阴极室染料脱色与阳极室废水TOC削减呈线性相关，说明阳极生物氧化是驱动阴极生物电Fenton反应的原动力。本研究提供了一种能自我维持、无需外源电力的生物电Fenton系统，为印染废水脱色提供了崭新的途径。