本网讯 近日，我校资源与环境学院环境功能材料团队青年教师狄广兰联合佐治亚理工学院陈勇生教授在环境科学与水资源领域顶级期刊《Water Research》（中科院一区，IF=12.4）上发表了题为“Magnetic Fe/S-modified porous carbon activates peracetic acid for emerging contaminant removal: unveiling active sites and structure-activity relationships”的研究论文，该研究深入解析了材料表面官能团介导过氧乙酸（PAA）活化生成活性物种与污染物降解的机制，推动了过氧乙酸基高级氧化工艺（PAA-AOPs）在水处理领域的发展。

水体环境中不断检测出的新污染物因其显著的生态毒性，已对生态环境和公共健康构成重大威胁。生物炭协同PAA-AOPs凭借生物炭材料表面活性位点丰富、来源广泛、运行成本低、消毒副产物少等优势，正发展成为水处理领域去除难降解微污染物的前沿技术。然而，由于生物炭复杂的多相结构和表面化学性质，目前对碳基材料通过自由基/非自由基路径活化PAA的机制认知仍不清晰。基于此，开发兼具高效性、稳定性与环境友好性的碳基材料，并深入解析材料表面活性位点与活性物种生成以及污染物降解速率间构效关系，对推动PAA-AOPs在水处理领域的发展具有重要意义。

研究团队通过简易的水热-煅烧法成功制备了铁/硫改性磁性生物炭（Fe/S-BC），该材料可高效活化PAA去除水中抗生素类新污染物，30分钟内对磺胺甲恶唑（SMX）去除率达95.5%。机理研究表明，Fe/S-BC/PAA催化体系通过自由基（O₂^•–、R-O^•）与非自由基（¹O₂、电子转移）协同路径降解污染物：硫物种促进Fe(Ⅱ)/Fe(Ⅲ）氧化还原循环实现了PAA的持续活化和活性物种的连续生成；sp²-C和C=O分别为¹O₂和R-O^•的活性位点；六种选定磺胺类药物（SAs）的氧化速率常数（lnk_oxid）与其亲电指数呈强正相关（R²=0.99）。此外，Fe/S-BC/PAA体系在复杂水体基质中具有强抗干扰性、循环利用稳定性以及磁性回收特性。本研究不仅阐明了催化剂表面活性位点与活性物种生成以及污染物降解速率间构效关系，还为开发绿色PAA-AOPs水处理技术提供理论依据和技术支撑。

我校资源与环境学院环境科学与工程专业23级硕士研究生金磊为论文第一作者，我校资源与环境学院青年教师、校引进人才狄广兰副教授和佐治亚理工学院陈勇生教授为论文共同通讯作者，我校为论文第一完成单位与通讯作者单位。该研究得到了安徽省自然科学基金资助项目、安徽省高校科研项目资助和国家重点研发等联合资助。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.watres.2025.124291（文图：狄广兰 编辑：王艳丽 初审：唐俊 复审：张震 ）