DOI:10.1016/j.cej.2020.126585

通过对含5.0wt％硝酸铁和硝酸钴的聚乙烯吡咯烷酮（PVP）进行静电纺丝，制备出含有均匀分布的铁/钴合金纳米粒子（Fe/Co-CNFs）的粗糙表面碳纳米纤维，然后在800℃的还原气氛中对PVP复合纳米纤维进行直接煅烧，时间为30分钟。Fe/Co-CNFs具有较大的比表面积和活性位点，可以作为极好的阳极材料，在pH值为5.0和0.1 mol L-1 Na2SO4作为支持电解质的溶液中，以1.0V（vs.SCE）的偏振电压可将四环素完全电催化降解为二氧化碳和水。即使经过10个电催化循环后，Fe/Co-CNFs修饰电极的四环素降解率仍达到97.55％，这表明其具有极好的稳定性、可回收性和可重复使用性。这项工作为抗生素污染水体的环境修复提供了一种新型材料。

图1.（A）Fe/Co-CNFs的XRD图谱以及（B）C 1s、（C）Fe 2p、（D）Co 2p的高分辨率XPS光谱，硝酸铁/硝酸钴总浓度为5.0wt％，Fe/Co摩尔比为2:1，在800℃下退火30分钟制备了Fe/Co-CNFs。

图2.（A）Fe/Co-CNFs的SEM图像；（B）TEM图像；（C）和（D）高分辨率TEM（HRTEM）图像；（E）Fe/Co合金纳米颗粒的选定区域电子衍射（SAED）（硝酸铁/硝酸钴的总浓度为5.0wt％，Fe/Co摩尔比为2:1，在800℃下退火30分钟制备了Fe/Co-CNFs）

图3.Fe/Co-CNFs的EFTEM：（A）零损失图像；（B）C映射；（C）O映射；（D）Fe映射；（E）Co映射；（F）Fe+Co映射；（G）C+O+Fe+Co映射（硝酸铁/硝酸钴的总浓度为5.0wt％，Fe/Co摩尔比为2:1，在800℃下退火30分钟制备了Fe/Co-CNFs）。

图4.（A）在不同pH值下优化的Fe/Co-CNFs的Zeta电位，插图显示了四环素的化学结构；（B）使用优化的Fe/Co-CNFs修饰电极测定200 mg L-1四环素与0.1 M Na2SO4的CV曲线；（C）在Fe/Co-CNFs修饰电极上，空白和200 mg L-1四环素在0.1 M磷酸盐缓冲液中的DPV。

图5.（A）在室温下，由优化的Fe/Co-CNFs在不同的偏振电压（vs.SCE）下催化12h的四环素溶液（20mL，30 mg L-1，pH为5.0，含0.1 M Na2SO4）中的DP％；（B）在室温下，不同的支持电解质对四环素溶液（20mL，30 mg L-1，pH=5.0）的DP％的影响；（C）在室温下以1.0V（vs.SCE）催化12h，不同pH值对四环素溶液（20mL，30 mg L-1，含0.1 M Na2SO4）的DP％的影响；（D）在室温下于1.0V催化12h，具有不同初始四环素浓度的20mL四环素溶液（pH为5.0，含0.1 M Na2SO4）中的DP％；（E）在室温下，对20mL四环素溶液（30 mg L-1，pH为5.0，含0.1 M Na2SO4）进行不同时间处理后的四环素浓度（正方形线），以及相应的动力学图（三角线）；（F）在室温下，由回收的Fe/Co-CNFs在1.0V（vs.SCE）下催化12h的四环素溶液（20mL，30 mg L-1，pH为5.0，含0.1 M Na2SO4）的DP％（主）和Fe/Co-CNFs循环10次后的SEM图像（插图）。

图6.（A）定期记录降解溶液的紫外-可见光谱，该溶液的初始浓度为200 mg L-1；（B）由优化的Fe/Co-CNFs修饰电极电催化降解96h前后的空白和四环素溶液的紫外-可见光谱；（C）在276nm的检测波长下，（a）原始四环素溶液（10 mg L-1）和（b）由优化的Fe/Co-CNFs电催化96h后的空白和四环素溶液的HPLC结果（其他参数：偏置电压为1.0V（vs.SCE），pH为5.0，含0.1 M Na2SO4）。

图7.Fe/Co-CNFs电催化降解四环素（TC）的可能途径。