地下水中无机砷主要以高毒的As(III)和低毒的As(V)形式存在。将As(III)氧化为As(V)是解毒和后续去除的关键步骤。光电催化（PEC）技术利用光阳极在光照和偏压下产生的强氧化性空穴（h⁺）和·OH，可以高效地将As(III)氧化为As(V)，相比传统化学氧化法，无需投加任何氧化剂。α-Fe₂O₃（赤铁矿）是一种窄带隙（约2.1eV）、可见光响应的稳定光阳极材料，但其导电性和空穴扩散长度短。将其与g-C₃N₄构建Z型异质结，可以克服其缺点。在Z型机制下，α-Fe₂O₃的光生电子与g-C₃N₄的光生空穴在界面复合，从而在空间上保留了α-Fe₂O₃价带上具有极强氧化能力的光生空穴。这些长寿命的空穴（>2.0V vs. RHE）是氧化As(III)为As(V)的活性物种。同时，生成的As(V)以阴离子（HAsO₄²⁻）形式存在于溶液中。可以利用PEC系统的外加电场，驱动As(V)阴离子透过阴离子交换膜，从光阳极室（氧化区）定向迁移至阴极室或独立的吸附区，从而在解毒的同时，实现砷的同步分离和浓缩回收。

  实验结果显示，α-Fe₂O₃/g-C₃N₄光阳极在可见光和+0.5V偏压下，在30分钟内可将初始浓度5mg/L的As(III)完全氧化为As(V)，氧化速率远高于纯α-Fe₂O₃或g-C₃N₄。同时，通过离子交换膜辅助的电驱动分离，在阴极室回收了超过80%的As(V)，浓缩倍数为5倍。该研究为水中砷污染提供了一种无需化学药剂、集高效氧化解毒和电驱动分离富集于一体的新型PEC处理技术。

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