研究目的
设计并评估一种新型双阴极PEC-EEC系统，通过耦合光电催化与电酶催化高效降解污染物（特别是四环素），以有效利用电子实现H2O2生成和酶促氧化。
研究成果
双阴极PEC-EEC系统能高效降解罗丹明B和四环素等污染物（2小时内四环素去除率达93.6%），展现出光催化与电催化的协同效应。该系统因其可重复使用性和稳定性，在废水处理应用中具有良好前景。
研究不足
该系统在工业应用中可能存在可扩展性限制，长期使用可能面临潜在稳定性问题，且需要可见光和氧气供应才能达到最佳性能。偏压电位和催化剂负载等参数的优化仍有进一步探索空间。
1：实验设计与方法选择：
本研究设计了一个集成光电催化（PEC）和电酶催化（EEC）的双阴极系统。采用BiVO4光阳极进行可见光驱动的PEC，碳布阴极用于电生成H2O2，血红素/铜阴极用于酶催化。
2：样品选择与数据来源：
所用污染物为水溶液中的罗丹明B（RhB）和四环素（TC），以Na2SO4作为支持电解质。
3：实验设备与材料清单：
设备包括扫描电子显微镜（Nova NanoSEM 450）、X射线光电子能谱仪（5300 ESCA）、X射线衍射仪（Philips X'pert Pro）、紫外-可见分光光度计（UV-2550）、傅里叶变换红外光谱仪（Equinox 55）、电化学工作站（CHI 660A）、氙灯（PLS-SXE300）、高效液相色谱仪（Agilent 1100）和液相色谱-质谱联用仪（Agilent 1100 LC/MSD Trap）。材料包括FTO玻璃、碳布（HCP330P）、血红素、四环素、罗丹明B及其他化学品。
4：0）、X射线光电子能谱仪（5300 ESCA）、X射线衍射仪（Philips X'pert Pro）、紫外-可见分光光度计（UV-2550）、傅里叶变换红外光谱仪（Equinox 55）、电化学工作站（CHI 660A）、氙灯（PLS-SXE300）、高效液相色谱仪（Agilent 1100）和液相色谱-质谱联用仪（Agilent 1100 LC/MSD Trap）。材料包括FTO玻璃、碳布（HCP330P）、血红素、四环素、罗丹明B及其他化学品。 实验步骤与操作流程：
4. 实验步骤与操作流程：通过电沉积法制备BiVO4光阳极，通过电泳沉积法制备血红素/铜阴极。降解实验在石英光反应器中进行，采用可见光照射、施加偏压及通入空气供氧。样品通过分光光度法、HPLC和LC-MS/MS分析H2O2浓度、脱色率及TC降解情况。
5：数据分析方法：
数据采用标准偏差表示误差棒，通过紫外-可见光谱测定吸光度，HPLC测定浓度，LC-MS/MS鉴定中间产物并计算质量误差。
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SEM instrument
Nova NanoSEM 450
FEI
Used for morphology and elemental analysis of the BiVO4 film.
-
EDS
IE250X-Max50
Oxford
Used for elemental analysis in conjunction with SEM.
-
UV-vis spectrophotometer
UV-2550
Shimadzu
Used for diffuse reflectance spectra and absorbance measurements.
-
FTIR spectrophotometer
Equinox 55
Bruker Co.
Used for Fourier transform infrared spectra measurements.
-
HPLC
Agilent 1100
Agilent
Used for analysis of tetracycline concentration.
-
LC-MS/MS
Agilent 1100 LC/MSD Trap
Agilent
Used for identification of transformation products during degradation.
-
FTO conducting glass
Dalian Heptachroma SolarTech Co. Ltd.
Used as a substrate for the BiVO4 photoanode fabrication.
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Carbon cloth
HCP330P
Shanghai Hesen Electric Co., Ltd.
Served as the first cathode for electrogeneration of H2O2.
-
Hemin
Kayon Biological Technology Co., Ltd.
Used as a peroxidase substitute in the enzymatic catalysis cathode.
-
Tetracycline
Aladdin
Used as a pollutant for degradation experiments.
-
Rhodamine B
Sinopharm Chemical Reagent Co. Ltd.
Used as a model pollutant for evaluating system performance.
-
XPS instrument
5300 ESCA
Perkin-Elmer PHI Co.
Used for chemical composition and oxidation state analysis.
-
XRD instrument
Philips X'pert Pro
PANanalytical B.V
Used for crystal phase identification.
-
Electrochemical workstation
CHI 660A
Shanghai Chenhua Instrument Co.
Used for electrochemical measurements and control.
-
Xenon lamp
PLS-SXE300
Perfect Co.
Used as a light source for visible light illumination in degradation experiments.
-
UV-visible spectrometer
TU-1900
Beijing Purkinje General Instrument Company
Used for determination of H2O2 concentration and absorbance measurements.
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