近期，中科院合肥研究院固體所環境材料和污染控制研究部孔令濤研究團隊制備出一種高活性表面暴露的CoFe₂O₄催化劑，用于活化H₂O₂產生自由基，實現對水中多西環素污染物的快速去除。相關研究成果發表在工程技術類期刊Applied Surface Science。 

　　多西環素是一種半合成的四環素類抗生素，抗菌活性強，副作用較小，因此在臨床和畜牧等行業被廣泛使用。由于其廢水的無序排放，越來越多的抗生素殘留于水環境，甚至在居民飲用水中被檢測到。盡管這些抗生素濃度低 (ng/L-μg/L)，但是威脅巨大。長期抗生素殘留將會導致抗性基因 (ARGs) 和超級細菌 (ARB)的產生，對水生動植物甚至人體造成潛在危害。 

　　研究人員使用溶劑熱法合成出CoFe₂O₄前驅體，加入乙酸鈉作為緩沖劑并調節酸堿，隨后在550℃下高溫煅燒，制備出形貌均一、分散良好的CoFe₂O₄催化劑。其粗糙的表面提供了較大的比表面積，暴露了大量的吸附位點。多西環素的降解實驗結果發現：10分鐘內，在中性pH條件下，1.2g/L的CoFe₂O₄即可去除92%的20ppm多西環素。機理分析表明，CoFe₂O₄材料表面暴露的高活性位點，能夠短時間內活化H₂O₂產生大量強氧化性物種·OH，同時可以吸附污染物，從而實現在限域范圍快速降解多西環素。DFT計算模擬了多西環素分子的易斷鍵位置，結合LC-MS數據，兩種可能的降解路徑被提出。本項研究突破傳統芬頓對pH值嚴苛的限制條件，為納米材料用于水中微污染物的快速深度去除提供了新思路。 

　　上述工作得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金、安徽省科技重大專項及中科大超算中心等項目和單位的支持。 

　　文章鏈接: https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2020.146557。 

　　圖1. CoFe₂O₄材料SEM、TEM和Mapping圖。 

　　圖2. 不同體系下多西環素的降解效果。 

　　圖3. 表面CoFe₂O₄/H₂O₂體系活化機理圖。