在基于MoOxSy修饰的铁泡沫催化系统的异质Fenton体系中，抗生素会发生自发性降解

《New Journal of Chemistry》：Spontaneous degradation of antibiotics in a heterogeneous Fenton system based on an MoOxSy-decorated iron foam catalytic system

本研究创新性将MoOxSy纳米结构负载于铁泡沫表面，构建高效可重复的催化系统，用于水环境中抗生素的降解。通过激活PMS实现恩诺沙星快速降解（>95%在45分钟内），动力学常数较纯铁泡沫提高3.28倍。实验证实活性氧物种（·O2?和SO4·?）主导降解过程，并通过异相Fenton反应逐步氧化为低毒中间产物。催化剂在六次循环后仍保持>85%的降解效率，且NaCl、KCl、Na2SO4对反应影响较小，而Na2CO3和NaNO3部分抑制反应。

　　

在水环境中广泛检测到抗生素的存在已经引起了人们的极大关注，但有效的修复技术仍然十分匮乏。本研究创新地将MoO_xS_y纳米结构直接整合到铁泡沫上，构建了一种高效且可重复使用的催化系统。该系统不仅能够抑制铁的腐蚀，还能增强自由基的生成，从而有效降解抗生素。采用MoO_xS_y修饰的铁泡沫（MIF）作为催化剂，能够激活过氧化单硫酸盐（PMS）来降解喹诺酮类抗生素。实验结果显示，95%以上的恩诺沙星（ENR）在45分钟内被降解，其反应动力学常数达到了0.0813 min^?1，是未经修饰的铁泡沫的3.28倍。通过清除实验和电子顺磁共振（EPR）分析发现，·O₂^?和SO₄^?是参与有机化合物降解的主要活性物种。结合实验和电化学研究可以确定，ENR的降解主要通过异相Fenton机制进行。抗生素被逐步氧化为较小的有机中间体，从而显著降低了其细胞毒性和抗菌活性。虽然无机盐NaCl、KCl和Na₂SO₄对降解过程几乎没有干扰，但Na₂CO₃和NaNO₃却部分抑制了这一过程。该催化剂表现出优异的可重复使用性，在经过六次循环后仍能保持85%以上的ENR去除效率。这项研究为解决水系统中的抗生素污染问题提供了一种有前景的策略。