聚苯乙烯纳米颗粒通过miR-122/P53/TIGAR信号轴调控葡萄糖代谢重编程的机制研究

本研究创新性地构建了基于镍铁双金属原子催化剂（NiFe-NCNTs-CP）的流穿式微纳空间限域电极，通过3电子氧还原反应（ORR）高效生成羟基自由基（•OH），在236?L?m?2?h?1高流速下实现6092?μmol?L?1?min?1的•OH富集浓度，60秒内完全降解多种抗生素（pH=7），为医疗废水处理提供了低能耗（7.35?kWh?kg(COD)?1）、可持续的工程化解决方案。

　　

Highlight

传统电芬顿技术因•OH传质受限和短寿命（<10?μs）难以工程化应用。本研究通过锚定NiN₄-FeN₄活性位点到碳化松木通道内的碳纳米管（NiFe-NCNTs-CP），构建了具有"微米-纳米"双重限域效应的流穿式反应系统。

Characterization of catalysis

碳化松木（CP）展现出直径约30?μm的规整通道（图1b），而NiFe-NCNTs-CP的通道壁成功生长出无金属纳米颗粒的氮掺杂碳纳米管（图1f）。X射线吸收谱证实Ni/Fe以单原子形式存在，同步辐射显示Ni/Fe-N₄配位结构（图2a-c），这种特殊构象使ORR选择性达91.3%，•OH产率较传统电极提升8.7倍。

Conclusion

该微纳限域系统突破性地将•OH局域浓度提升至毫摩尔级（6092?μmol?L^?1?min^?1），60秒内实现氟苯尼考等5种抗生素的完全降解，连续8天处理实际医疗废水仍保持100%活性。分子动力学模拟揭示限域空间可将•OH扩散距离压缩至<50?nm，使其利用率提升15.3倍。

Environmental implication

这项研究为破解抗生素污染难题提供了新思路：通过"原子催化剂+生物质碳基限域电极"的协同设计，实现了电芬顿技术从实验室到工程应用的跨越，处理能耗仅相当于传统方法的1/5。