羟胺强化Cu(II)/过氧化钙类芬顿体系降解地塞米松的机理与效能研究

《Innovative Food Science & Emerging Technologies》：Hydroxylamine boosted dexamethasone decomposition in cu(II)/calcium peroxide Fenton-like process

本综述系统阐述了羟胺（HA）强化Cu(II)/过氧化钙（CaO2）类芬顿体系在弱酸性条件（pH 5.0–7.0）下高效降解地塞米松（DXM）的机制。研究表明HA通过加速Cu(II)/Cu(I)循环，显著提升活性氧物种（包括·OH和1O2）产率，使DXM降解动力学常数提升49.7倍。该体系对水体常见阴离子具备强抗干扰能力，为有机污染物治理提供了新策略。

　　

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Materials and methods

所有实验试剂详情见支持信息文本S1。以5 mg L^-1地塞米松（DXM）为目标污染物，在20±2°C室温条件下，于100 mL烧杯中加入100 mL溶液并进行磁力搅拌。通过依次加入0.1 mmol L^-1 CuCl₂和1 mmol L^-1羟胺（HA）后，再添加1 mmol L^-1过氧化钙（CaO₂）启动反应。在预设时间点（0、1、2.5、5、10和20分钟）取样1 mL，并加入1 mL 3 mol L^-1甲醇（MeOH）终止反应。

Cu(II)/CaO₂/HA performance

通过HA辅助的Cu(II)/CaO₂活化体系对DXM的降解效率及相应速率常数（k_obs）进行研究。图1a显示，单独使用CaO₂、HA或Cu(II)时DXM去除率可忽略不计，而Cu(II)/CaO₂/HA体系在20分钟内实现了87.1%的DXM降解，显著优于其他对照组。

Conclusions

本研究成功解决了传统芬顿法中过氧化氢（H₂O₂）易分解、pH适用区间窄及铁循环速率慢等问题。HA的引入使Cu(II)/CaO₂体系在pH 5.0–7.0范围内对DXM的降解效能大幅提升，其主要活性物种为·OH和¹O₂。HA通过促进Cu(II)还原为Cu(I)有效驱动自由基链式反应，为有机污染物控制提供了高效低碳的新路径。