轮胎磨损颗粒是水污染的重要来源，会向水体释放多种有毒物质[1]。其中，6PPD（N-(1,3-二甲基丁基)-N′-苯基-p-苯二胺）是一种常用的轮胎制造抗氧化剂，在暴露于空气中会转化为6PPDQ（N-(1,3-二甲基丁基)-N′-苯基-p-苯二胺醌）[2]。6PPDQ在水环境中普遍存在，在香港污水处理厂进水中的检出率为100%（浓度为1.9–470 ng·L−1−1[2][3]。在唐河中，6PPDQ的浓度高达1.91–2.30 μg·L−1，超过了银鲑的中位致死浓度（LC50 = 0.095 μg·L−1
目前，高级氧化工艺是去除6PPDQ的主要方法，因为这些工艺能产生活性自由基。据报道，次氯酸盐和二氧化氯在废水消毒过程中可以快速完全降解6PPDQ。然而，6PPDQ与消毒剂反应生成的卤化副产物具有更高的生态毒性，导致出水毒性显著增加[9]。最新研究表明，紫外光激活的过氧单硫酸盐和光激活的过碘酸盐系统可以有效降解6PPDQ，60分钟内分别可实现75%和99.9%的去除率，同时显著降低其生态毒性[10][11]。不过，这些系统中的6PPDQ降解主要依赖于自由基氧化（如•OH、SO4•−）途径，其反应速率通常较低（k = 0.02–0.14 min−1[10][11][12]。因此，开发更高效、更环保的6PPDQ降解和脱毒技术具有实际意义。值得注意的是，6PPDQ分子中的醌结构不仅是其高毒性的来源，还充当电子转移介质[13][14]。Chen等人（2024年）的研究表明，由6PPDQ通过单电子转移生成的[6PPDQ]•+自由基阳离子中间体具有更高的反应活性，进一步降低了其毒性[11]。因此，结合电子转移和自由基反应可能是高效降解6PPDQ的有效策略。
电化学高级氧化工艺（EAOP）因其高效性和无二次污染的特点而受到广泛关注。该工艺通过结合直接电子转移（DET）和阳极水氧化产生的自由基的氧化作用来快速降解污染物[15]。EAOP中的微污染物降解可通过DET生成阳离子自由基中间体，随后与•OH发生反应[16]。最新研究表明，流动式反应性电化学膜（REM）系统能显著减小扩散边界层厚度，从而提高传质效率[15]。REM的空间非均匀性使其具备强大的DET能力[17]，其三维多孔结构提供了大量反应位点，有助于过滤过程中污染物的高效电化学氧化，从而显著提升EAOP处理效率[18]。在各种电极材料中，Ti4O7因其高氧释放潜力、高电导率和优异的化学稳定性以及环保性能而被广泛用于REM系统[19]。因此，基于DET、自由基反应和增强传质的综合优势，采用Ti4O7 REM系统的流动式阳极氧化有望成为6PPDQ降解和脱毒的有效方法。然而，目前6PPDQ在REM系统中的降解行为和机理仍不明确。此外，考虑到天然有机物（NOM）和阴离子对实际水中污染物降解的复杂影响[20]，有必要研究水基质对6PPDQ降解的影响，并了解其在实际水中的表现。
在本研究中，我们系统地探讨了6PPDQ在Ti4O7 REM系统中的降解情况。首先，评估了6PPDQ在电化学过程中的降解性能，并研究了操作参数对降解效率的影响。其次，阐明了6PPDQ在电化学氧化过程中的降解机理。第三，提出了6PPDQ的潜在降解途径，并评估了其转化产物的毒性。最后，研究了水基质对6PPDQ降解的影响，并开发了一个预测模型以评估其在实际水中的去除效率。本研究为废水中有效去除6PPDQ提供了新的见解。
