8月10日，环境领域权威期刊《Applied Catalysis B: Environmental》（影响因子14.229）在线刊发了我院徐乐瑾课题组的最新研究成果。论文题目为《三维石墨烯包裹纳米零价铁催化剂驱动氧形成类Fenton体系吸附和氧化磺胺嘧啶》（Adsorption and degradation of sulfadiazine over nanoscale zero-valent iron encapsulated in three-dimensional graphene network through oxygen-driven heterogeneous Fenton-like reactions）。我校为第一完成单位，论文第一作者是能源学院的博士生杨雨佳，通讯作者是徐乐瑾副教授。

近年来，抗生素滥用现象普遍，而使用抗生素引发的水体污染已成为水环境亟待解决的问题之一。在废水处理中，铁基非均相类Fenton催化剂已显示出巨大的潜力，但是关于吸附、还原和氧化机理的研究仍然具有挑战性。本文制备了一种三维石墨烯包裹纳米零价铁（3D-GN@nZVI）的类芬顿催化剂，并利用其实现了对水体中磺胺类抗生素——磺胺嘧啶的高效去除。通过ORR电化学实验分析表明3D-GN@nZVI具有良好的氧还原催化活性。结合FTIR、DFT模拟计算以及XPS表征结果显示，在不额外添加双氧水的情况下，3D-GN@nZVI去除水体中磺胺嘧啶的主要机理是通过活化水体中的溶解氧，原位生成羟基自由基等活性基团降解磺胺嘧啶。反应过程中nZVI提供电子活化溶解氧的同时，其表面形成的Fe(II)为反应提供了大量的吸附活性位点，使磺胺嘧啶及其降解的中间产物通过与Fe(II)之间的吸附、络合等作用进一步从水体中去除。本研究可为发展高效的纳米零价铁复合净水材料提供参考依据。

反应机理图：

该工作得到了国家自然科学基金项目的资助。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2019.118057