第一作者：刘威
通讯作者：董颖博教授
通讯单位：北京科技大学能源与环境工程学院
DOI: https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.142667
✦图文摘要✦
✦成果简介✦
近日，课题组博士研究生刘威在国际SCI期刊Chemical Engineering Journal（IF=16.744）发表了题为”Unraveling the highly efficient synergy of adsorption and degradation for norfloxacin elimination by Mo/Fe anchored carbon fiber aerogel via peroxydisulfate activation”的文章。在本研究中，构建了一种新型的Mo2C-Fe3C锚定的面内生物质碳纤维气凝胶（Mo/Fe-KFA），该气凝胶具有致密的3D纤维结构，可锚定并暴露高密度金属反应活性位点。由于诺氟沙星能在Mo/Fe界面上快速富集，因此增强了活性物质在寿命内传质效率，Mo/Fe-KFA-PDS系统在pH 3–11的宽范围内，仅5分钟即可实现99%以上的NOR去除。Mo/Fe-KFA中Mo和Fe之间通过石墨碳链（Mo-C-Fe）的电子传输加速了Fe3+/Fe2+循环，并大大延长了催化剂的耐久性，连续运行96小时，保留时间为0.5–1秒，NOR去除率超过85%。这意味着1g Mo/Fe KFA可以在重力驱动下净化~43.2L的NOR废水，并保持~85%的活性。
✦摘要✦
在过氧二硫酸盐（PDS）高级氧化工艺（AOPs）中，活性氧（ROS）的传质和催化剂的可持续性是消除污染物的限速步骤。近年来，诺氟沙星（NOR）由于其潜在的生态毒性而受到越来越多的关注。在这里，构建了一种新型的Mo2C-Fe3C锚定的面内生物质碳纤维气凝胶（Mo/Fe-KFA），以首先在纳米表面富集NOR，并通过PDS活化立即从界面原位降解。由于NOR在Mo/Fe界面上快速富集，并在其寿命内增强了ROS的传质，Mo/Fe-KFA-PDS系统在pH 3–11的宽范围内，在5分钟内实现了99%以上的NOR去除。Mo/Fe-KFA中Mo和Fe之间通过石墨碳链（Mo-C-Fe）的电子传输加速了Fe3+/Fe2+循环，并大大延长了催化剂的耐久性，连续运行96小时，保留时间为0.5–1秒，NOR去除率超过85%。这意味着1g Mo/Fe KFA可以在重力驱动下净化~43.2L的NOR废水，并保持~85%的活性。结合DFT计算，系统地研究了PDS转化路径和NOR的详细高去除动力学及催化剂的耐久性。最后，通过UPLC-MS鉴定了NOR的降解中间体，并评估了相应的毒性潜力。这项工作开发了一种可持续、高效和经济的水有机污染物净化策略。
✦作者介绍✦
刘威，北京科技大学2020级环境科学与工程专业博士研究生，从事水体污染控制、光催化水体净化、芬顿氧化技术以及环境水体净化催化材料等方向研究。负责东营市地下水环境状况调查评估项目、参与北京市饮用水水源地污染源调查等多个项目。最后，再次祝贺刘威博士研究生，并祝愿课题组研究生不断创新，再接再厉，取得丰硕成果。
来源：环境生物技术与环境材料开发团队公众号
CN 
EN 
RU