【摘 要】
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水体中残留的致病微生物可能会引起介水传染病的暴发进而严重威胁公共卫生和人类健康,所以开发绿色高效的水体消毒技术是保障公共用水安全的重要课题。羟基铁（α-FeOOH）介导的高级氧化技术被广泛应用于环境修复,但其在实际应用中仍存在易团聚、难回收及Fe（III）还原速率慢等问题。因此,本研究通过浸渍-焙烧法将α-FeOOH负载于具有大比表面积和丰富含氧官能团的活性炭（AC）上制得有效的高级氧化催化剂（α
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水体中残留的致病微生物可能会引起介水传染病的暴发进而严重威胁公共卫生和人类健康,所以开发绿色高效的水体消毒技术是保障公共用水安全的重要课题。羟基铁（α-FeOOH）介导的高级氧化技术被广泛应用于环境修复,但其在实际应用中仍存在易团聚、难回收及Fe（III）还原速率慢等问题。因此,本研究通过浸渍-焙烧法将α-FeOOH负载于具有大比表面积和丰富含氧官能团的活性炭（AC）上制得有效的高级氧化催化剂（α-FeOOH@AC）,并以大肠杆菌（E.coli）为目标污染物探究α-FeOOH@AC的催化杀菌性能及机理。SEM、XRD和XPS结果表明α-FeOOH负载于AC后其团聚现象被明显抑制,且AC表面的羟基官能团作为电子供体有效促进Fe（III）还原成Fe（II）。生成的Fe（II）随后催化过氧化氢（H2O2）或过硫酸盐（PS）分解产生自由基,进而氧化细胞膜和细胞内含物,最终导致E.coli失活。因此,在α-FeOOH@AC投加量为2 g/L,H2O2或PS浓度为10 m M,初始溶液pH为7的条件下,α-FeOOH@AC-H2O2体系和α-FeOOH@AC-PS体系分别达到4.5 log和6.0 log的杀菌效率,远高于α-FeOOH-H2O2体系和α-FeOOH-PS体系。不同初始pH条件的杀菌实验表明α-FeOOH@AC介导的高级氧化反应在pH为3～11的范围内均展现出良好的杀菌性能。此外,经HCl洗脱后重新制备的α-FeOOH@AC仍可催化H2O2或PS实现与第一次使用时相当的杀菌效果。对比α-FeOOH@AC-H2O2体系和α-FeOOH@AC-PS体系杀菌的具体表现可知,同等条件下α-FeOOH@AC作为PS活化剂比其用作异相芬顿催化剂具有更强的催化杀菌性能,因此,α-FeOOH@AC-PS体系在水体消毒中更具应用前景。但考虑到α-FeOOH@AC-H2O2体系也具有相对较高的杀菌性能,且其成本更低、铁溶出率和pH变化更小,因此,实际应用中应根据拟处理水体的水质特征和污染程度选择适宜体系。综上所述,α-FeOOH@AC作为异相芬顿催化剂和过硫酸盐活化剂表现出良好的Fe（II）/Fe（II）循环、宽pH适用范围、高稳定性和可再生性,是一种具有应用前景的催化杀菌材料。
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