基于 S 功能化石墨烯海绵电极的抗生素和多药耐药细菌的电化学去除

本研究合成了 S 功能化石墨烯海绵电极，并应用于对五种常用抗生素（硝基甲苯胺、硝基喹酮、氟喹诺酮、罗氟霉素和红霉素）以及多药耐药大肠杆菌（E. coli）进行电化学氧化。实验使用真实饮用水在流-through、单遍模式下进行。高度极性抗生素如硝基甲苯胺未吸附于石墨烯海绵上，但在低施加电流密度（14.5 A m2）下即可完全去除，即超过95%的去除率。具有高亲和力于 π-π 相互作用的抗生素在开路电压下即完全去除，电流应用进一步导致其降解。S 掺杂石墨烯海绵阳极在 29 A m2 下实现了多药耐药 E. coli 的 4.5 log 去除率。在储存过程中未观察到细菌的再生，表明该处理显著影响了细胞活性。电化学处理样品的储存后，进一步观察到 E. coli 的去除率为 0.7 log。连续运行的电化学系统在实现多药耐药 E. coli 的 4.5 log 失活以及抗生素的 87-99% 去除率时，能耗为 1.1 kWh m3。