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浙農林大Nano Research：FeMn-OH-BC活化過氧單硫酸鹽高效降解四環素

基于生物炭（Biochar, BC）的過渡金屬催化劑已被確定為用于產生用于降解有機污染物的自由基的優良過氧單硫酸鹽（peroxymonosulfate, PMS）活化劑。然而，由于自由基與共存陰離子之間的副反應，自由基主導的PMS活化途徑嚴重限制了它們在廢水中有機污染物降解中的實際應用。

基于此，浙江農林大學余兵教授和方曉波副教授等人報道了一種雙金屬Fe/Mn負載的富羥基生物炭（FeMn-OH-BC），以通過非自由基主導的途徑激活PMS。

實驗測試發現，所制備的FeMn-OH-BC在pH=5至9的條件下表現出優異的四環素降解催化活性，在40 min內去除了約85.0%的四環素。作者研究了各種陰離子（HCO₃^–、NO₃^–和H₂PO₄^–）影響的實驗表明，抑制作用可以忽略不計，這表明基于FeMn-OH-BC的PMS活化主要由非自由基途徑控制。

通過電子順磁共振測量和猝滅測試提供了直接證據，證實¹O₂是基于FeMn-OH-BC的PMS活化產生的主要活性氧物種。密度泛函理論（DFT）計算進一步表明，FeMn-OH-BC中的FeMn-OH位點是PMS活化的主要活性位點，與OH-BC位點相比，其對PMS具有更高的吸附能和更強的氧化活性。該工作為基于BC過渡金屬催化劑通過非自由基途徑驅動PMS活化提供了一條新途徑。

Nonradical-dominated peroxymonosulfate activation through bimetallic Fe/Mn-loaded hydroxyl-rich biochar for efficient degradation of tetracycline. Nano Research, 2022, DOI: 10.1007/s12274-022-4640-8.

https://doi.org/10.1007/s12274-022-4640-8.

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