抗生素的广泛使用在控制传染病和提高畜牧业生产力方面发挥了重要作用。然而，相当一部分兽用抗生素代谢不良，随后通过排泄物释放到环境中[1],[2],[3]。在这些化合物中，磺胺类药物在全球范围内被广泛使用，并且经常在市政和工业废水中检测到[2]。据报道，制药厂的废水中抗生素残留浓度达到mg L-1的范围，特别是在一些亚洲国家。这些生物活性物质持续排放到水环境中，会引起严重的环境问题，因为即使在微量浓度下也可能对水生生物产生毒性效应，并促进抗菌素耐药性的发展[4],[5]。此外，抗生素可能与其他污染物发生协同作用，从而加剧其总体生态影响[5]。
已经研究了多种处理技术，包括生物、物理和化学过程，以去除水中的抗生素。然而，由于去除效率低和运营成本高，这些技术的大规模应用仍受到限制[6],[7],[8],[9]。相比之下，高级氧化过程（AOPs）因其强烈的氧化能力和快速反应动力学而成为有效的替代方案。这些过程基于原位生成高活性的羟基自由基（•ΟH），能够非选择性氧化有机污染物，并将其矿化为CO2、水和无机离子[10],[11]。此外，AOPs可以与生物或传统的物理化学处理结合使用，以提高整体处理效率和成本效益[12]。例如，在一项先前的研究中，将光催化降解与生物处理结合使用，在去除磺胺甲噁唑的过程中将化学需氧量降低了58%[8]。
在AOPs中，电-Fenton工艺因其在降解效率、操作简便性和环境友好性方面的优势而受到广泛关注[5],[13],[14],[15]。在此过程中，通过氧还原在阴极持续生成过氧化氢，而铁物种通过Fenton反应催化其分解为羟基自由基[16]。尽管效果显著，但均相EF工艺存在一些缺点，包括较窄的最佳pH范围、铁污泥的形成、二次污染以及催化剂的可重复使用性有限[17],[18],[19]。因此，越来越多地研究异相EF系统，因为它们可以减少污泥产生，便于催化剂回收，并通过适当的支撑材料固定铁物种来提高催化活性和稳定性[20]。理想的支撑材料应化学惰性，具有高比表面积，良好的吸附能力，并能实现高效的固液分离[21]。
在这种情况下，基于藻酸盐的材料是固定铁的良好支撑材料。藻酸盐凝胶通过离子交联形成稳定的网络，使铁被包裹在环境无害且经济有效的基质中[22]。藻酸盐颗粒的致密结构促进了污染物与活性位点之间的接触[20]。负载铁的藻酸盐颗粒在各种基于Fenton的氧化过程中表现出高催化活性[20],[23],[24]。然而，藻酸盐基质在氧化条件下可能会降解，特别是在存在羟基自由基、酸性pH值、高温或高过氧化氢浓度的情况下，导致铁泄漏和催化剂稳定性下降[22],[25],[26],[27],[28]。这些现象可能限制催化剂的可重复使用性并引起二次污染。虽然铁-藻酸盐系统已在高级氧化过程中得到广泛研究，但其在异相电-Fenton系统中用于药物污染物降解的应用以及其长期稳定性和可重复使用性仍 insufficiently investigated。此外，关于电-Fenton操作条件下的污染物降解效率、催化剂溶解行为和再利用性能的同时评估的信息非常有限。特别是，关于使用铁包裹的藻酸盐颗粒处理磺胺甲噁唑的研究很少，尽管这种抗生素在水环境中频繁出现且持久存在。
本研究旨在评估铁封装在藻酸盐颗粒中的催化性能、溶解稳定性和可重复使用性，作为电-Fenton过程中降解磺胺甲噁唑的异相催化剂。通过解决文献中的空白，本研究旨在更深入地了解藻酸盐支持的铁催化剂在可持续废水处理中的实际应用性，同时强调其在重复使用过程中的主要操作限制。
