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在活性碳纤维上生长的 Mo 掺杂 FeS2 纳米片上的工程硫空位增强了过氧一硫酸盐活化,从而有效消除磺胺二甲嘧啶、抗生素耐药细菌和抗生素耐药基因:单线态氧的主导作用

Chemical Engineering Journal ( IF 13.3 ) Pub Date : 2024-05-28 , DOI: 10.1016/j.cej.2024.152643
Changchun Yan , Jing Li , Zhenhua Sun , liuyu Chen , Xing Sun , Xuejiang Wang , Siqing Xia


抗生素的广泛使用会诱发抗生素耐药菌 (ARB) 和抗生素耐药基因 (ARG) 的产生,对人类健康构成威胁。因此,开发一种绿色高效的抗生素、ARB 和 ARGs 的去除同步去除技术迫在眉睫。在本研究中,成功合成了在活性炭纤维上生长的具有丰富硫空位 (SVs) 的 Mo 掺杂 FeS2 纳米片,并用作 PMS 活化剂,以去除水溶液中的磺胺二甲嘧啶 (SMT)、ARB 和 ARGs。Mo-FeS2/ACFs-0.1 (MFAs-0.1,Mo/Fe 的摩尔比为 0.1) 显示出高性能的 PMS 活化,在 60 分钟内去除了 99.7% 的 SMT (250 mg/L MFAs-0.1,0.3 g/L PMS,初始 pH = 5.5)。此外,发现低试剂剂量的 MFAs-0.1 催化剂 (250 mg/L) 和 PMS (0.5 g/L) 可有效在 30 分钟内去除 7.25-log 的 ARB 并抑制 ARGs 的共轭转移。单线态氧 (1O2) 被确定为 SMT 降解和 ARB 灭活的主要活性氧。同时,Mo 掺杂与 SV 的集成可以优化电子结构,产生富含电子和高活性的区域。这有利于 PMS 吸附到 Fe 位点上,并促进电子从 FeS2 转移到 PMS,如密度泛函理论 (DFT) 计算所示。总体而言,这项研究表明,基于 MFAs-0.1 的非均相系统是一种经济的“一站式”处理工艺,用于去除生物和化学污染物。此外,它将为基于 FeS2 复合材料的 PMS 活化剂的制备提供新的见解。




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更新日期:2024-05-28
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