一种协同作用的Co3O4纳米颗粒与氮掺杂生物炭复合材料，用于高效激活过一硫酸盐以降解多种抗生素污染物

《New Journal of Chemistry》：A synergistic Co3O4 nanoparticles and nitrogen-doped biochar composite for efficient peroxymonosulfate activation toward degradation of multiple antibiotic pollutants

氮掺杂生物炭负载Co3O4纳米颗粒（Co–NBC-550）高效活化过氧ymonosulfate降解抗生素，7分钟内四环素去除率达98%，较常规系统提升5.7倍。氧空位促进PMS吸附/活化，活性氧（O2^-为主）主导降解，对氧氟沙星、磺胺甲噁唑及苯酚均有效，且低毒性、高稳定性。

　　

一种掺氮的生物炭，负载了Co₃O₄纳米颗粒（Co–NBC-550），被开发用于激活过一硫酸盐（PMS）以降解水中的抗生素。四环素（TC，20 mg L^?1）被用作模型污染物。在pH 6.12的条件下，当PMS浓度为0.2 g L^?1、Co–NBC-550浓度也为0.2 g L^?1时，Co–NBC-550/PMS体系在7分钟内实现了98%的去除率（k_obs = 0.52 min^?1），这是NBC/PMS体系去除率的5.7倍。表征结果显示，Co₃O₄颗粒分布均匀，具有介孔结构且活性位点丰富；同时，Co–O–C界面处富集了氧空位（V_O），这有助于PMS的吸附和活化。活性氧物种（SO₄˙^?、˙OH和O₂）在降解过程中起着关键作用，其中O₂主要通过非自由基途径发挥作用。XPS分析证实了Co²⁺/Co³⁺的氧化还原循环；吡啶氮、石墨氮以及C=O键的存在增强了该材料的活性。该材料还表现出广谱降解能力：7分钟内可去除93.12%的氧氟沙星、87.13%的磺胺甲噁唑，并能完全去除苯酚。液相色谱-质谱（LC-MS）技术鉴定了降解过程中的关键中间体和反应路径；毒性预测（TEST）表明这些产物的急性毒性较低且不易在生物体内积累。经过5次循环使用及600分钟的连续流动操作后，该材料的性能依然稳定。这些结果表明，Co–NBC-550是一种高效且实用的PMS催化剂，适用于处理受抗生素污染的水体，四环素实验为其作用机制提供了验证。