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城市污水在经处理后,水中的病原微生物仍大量存在,镰刀菌属广泛分布在水和土壤系统中,会引起植物根,茎和花的腐烂。但是,由于其具有较厚的细胞壁和较强的环境抗性,腐皮镰刀菌形成的孢子细胞非常难以失活。选择3种典型的掺杂型TiO2,即Ag/TiO2,N/TiO2和Er3+:YAlO3/TiO2,对腐皮镰刀菌进行可见光催化灭杀,采用光学显微镜和透射电镜、三维荧光光谱、凝胶过滤色谱和掩蔽实验等手段,确定活性氧物种(ROSs)在镰刀菌的孢子灭活中的作用。结果表明,1)Ag/TiO2光催化产生的ROSs主要是H2O2,在不同种类的ROSs中具有最长的寿命。反应1 h后,Ag/TiO2对腐皮镰刀菌灭活率接近100%,但失活的腐皮镰刀菌孢子仍保持完整细胞壁形状,生物分子渗漏最小化。2)Er3+:YAlO3/TiO2由h+占主导,反应7 h后的灭活率为91.0%,被灭活的腐皮镰刀菌细胞壁严重损伤,随后Er3+:YAlO3/TiO2纳米颗粒进入孢子细胞并继续氧化细胞内物质。3)N/TiO2光催化剂产生的是以·O2-为主的ROS,7 h后的腐皮镰刀菌孢子灭活率为94.3%,细胞壁形状改变,有细胞溶出物泄露。因而,H2O2主导的ROS对于孢子灭活效果最佳。为了进一步实现有效杀灭腐皮镰刀菌孢子和能源的回收,本文对基于Ag/TiO2的光催化燃料电池(PFC)进行了初探。采用旋涂法将Ag/TiO2涂布到导电玻璃制备PFC光电阳极。通过对负载率分别为0.036、0.50、0.75和1.30 wt%电极的I-T曲线、COD去除率、库伦效率、极化功率密度虚线以及电池内阻进行测试,发现负载率为0.75 wt%的电极有最高的电化学特性,其组成的PFC体系在杀灭腐皮镰刀菌孢子的同时产生了稳定的电流,4 h后,发现PFC体系中只能检测到浓度比较低的腐皮镰刀菌孢子(50 CFU/m L),而单纯的光催化反应4小时后溶液中腐皮镰刀菌孢子的浓度为215CFU/m L,约为PFC体系中的4倍。