土霉素是畜牧養殖領域最常見的一種四環素類抗生素。由于長期的濫用和無序排放，致使大量土霉素被檢測出殘留在水、土壤等介質中。環境中的土霉素雖然濃度低（ng/L-μg/L），但是生物穩定性強，常規技術手段無法實現有效去除，長期的遷移轉化會存在未知的生態危害。 

　　類芬頓氧化是一種簡單高效的高級氧化技術，是當前水污染深度處理領域的研究熱點。類芬頓體系產生的活性氧物種如羥基自由基（·OH）和硫酸根自由基（SO₄·^-）具有強的氧化還原電位，能夠實現對有機污染物的高效降解乃至礦化。但由于實際水樣中存在無機鹽離子和天然有機物的干擾，使得·OH和SO₄·^-的氧化容量受到削弱，造成過氧化物使用量的增加，成本提高。近年來人們發現，¹O₂作為一種親電子的非自由基，對環境基質表現出優異的抗干擾性，能夠實現對含富電子基團有機污染物的選擇性去除。然而在大多數類芬頓反應中¹O₂的產率低，貢獻小。 

　　研究人員設計并制備了一種空心無定形的鈷碳化物（Co/C）催化劑，其表面分布大量含氧官能團，如羰基和羥基。通過優化鈷和碳的比例得到Co/C-3材料，實現了在中性pH條件下活化H₂O₂對20ppm土霉素的最優降解。該催化降解體系展現了出色的重復性、穩定性及抗干擾能力。淬滅實驗和EPR結果證實，由·O₂^-轉化而來的¹O₂是主要的氧化物質，且體系中沒有·OH出現。此外，研究人員還借助函數計算和毒理性分析對土霉素的降解途徑、中間體和生態風險進行了探索。 

　　博士研究生洪沛東為論文第一作者。上述工作得到了國家重點研發計劃項目、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.cej.2021.129594。