DOI: 10.1016/j.jece.2021.106540

抗生素废水的处理是当前研究的热点。为了达到快速有效的降解效果，本工作通过高速静电纺丝技术制备了定向聚丙烯腈基碳纳米纤维（ACFs）膜作为阳极电催化微滤膜。对作为阳极过滤器的ACFs膜的形貌、结构、电化学性能和机械性能进行了表征。在1500r/min的转速和900℃的温度下获得了较高的纳米纤维取向和碳化程度，这为ACFs膜提供了良好的导电性和机械性能。在120min的反应时间内，当初始浓度为40mg/L时，4层ACFs膜在2.5V电位下对混合溶液中四环素/土霉素（TC/OTC）的去除率最高（接近80%）。经过5次重复实验后，去除率仅下降5%，这表明ACFs膜具有良好的电催化活性和循环稳定性。上述结果表明，ACFs膜可以在较短的反应时间内以较高的去除率快速处理一种以上的抗生素，在难降解抗生素废水的处理中具有广阔的应用前景。

图1.ACFs膜的制备过程，以及EMR（电化学反应器）的结构组成和工作模式。

图2.不同转速下ANFs膜的SEM。（a）500r/min,（b）1000r/min,（c）1500r/min和（d）2000r/min。

图3.对应的EDS元素映射：（a）C+N+O映射；（b）C映射；（c）N映射；（d）O映射。

图4.（a）ACFs膜的XRD图谱以及（b）ANFs、ACFs和降解后ACFs的FTIR光谱。

图5.PAN通过稳定和碳化形成ACFs的化学结构变化。

图6.（a）ANFs膜和（b）ACFs膜在定向和随机情况下的应力-应变曲线。∥：平行；⊥：垂直。

图7.ACFs膜在10mmol/L NaCl和TC/OTC溶液中循环5次后的CV曲线。

图8.在20mg/L TC/OTC混合溶液中，ACFs膜于不同（a）外加电位和（b）膜层条件下的电催化降解率。

图9.4层ACFs膜在不同TC/OTC混合物溶液浓度下的（a）吸附和（b）电催化降解率。

图10.ACFs膜间接氧化降解TC/OTC的过程。

图11.4层ACFs膜电催化降解TC/OTC的连续循环曲线。