电化学沉积制备活性炭毡负载铜基催化剂及其催化臭氧氧化磺胺二甲嘧啶的研究

来源：水处理技术杂志2026年第5期北京时间：

作者：朱杰, 王家宏*

单位：陕西科技大学环境科学与工程学院, 陕西 西安 710021

摘要：为制备回收便捷、方法简单、具有高活性和稳定性的臭氧氧化催化剂,采用一步电沉积法制备了活性碳毡负载铜基催化剂（CF-Cu）。考察其制备的最佳条件以及进行SEM、XRD、Raman和XPS等表征分析,同时考察催化剂降解磺胺二甲嘧啶（SMT）过程中的催化活性以及稳定性,探究其催化臭氧氧化降解机理。结果表明：Cu²⁺浓度为2 mmol/L、电沉积电压5 V、电沉积时间5 min为催化剂最佳制备条件。通过SEM、XRD、Raman和XPS表征可以观察到属于Cu及Cu氧化物的特征峰,证明Cu成功负载到CF上,最佳条件下制备出的材料反应10 min后,对SMT的降解效率和矿化率分别达到89.82%和57.69%。催化剂投加量为5.4 g/L、臭氧流量30 mL/min、溶液初始pH为7为最佳反应条件,电子顺磁共振波谱和猝灭实验证明反应体系中存在着·OH、·O₂^-、¹O₂并且参与反应。通过液相色谱-质谱联用仪（LS-MC）对SMT及SMT中间产物进行检测,判断其存在有四种降解路径。同时催化剂循环试验表明,循环5次的CF-Cu催化剂的降解效率从84.71%降至77.99%,具有优异的催化稳定性和重复利用性。

关键词：铜基催化剂,电沉积,催化臭氧氧化,磺胺二甲嘧啶,降解机理

基金资助：国家自然科学基金（22076111）; 陕西省重点研发计划（2024GX-YBXM-427）