文献速递|河南农业大学CEJ:Fe/Cu-LDH修饰生物炭活化过一硫酸盐对磺胺类化合物的超快降解：界面催化驱动的多重活性氧物种

本研究针对水体中磺胺类抗生素污染问题，通过优化Fe/Cu摩尔比，成功合成了新型Fe/Cu层状双氢氧化物修饰烟草秸秆生物炭（Fe/Cu-LDH@TBC），用于高效活化过一硫酸盐（PMS）降解磺胺类化合物。研究目的是开发一种高效、可持续的催化材料，并阐明其降解机制。实验表明，在Fe/Cu-LDH@TBC/PMS体系中，10分钟内磺胺甲噁唑降解率达99.0%，反应速率达0.427 min⁻¹。表征与非共价键计算显示，材料表面的-OH、C-O双键和结构缺陷增强了与PMS的结合，促进了界面催化。富电子结构和Fe(II)/Cu(I)可断裂PMS的O-O键，产生自由基、单线态氧和电子转移，该体系对pH及共存物质具有高耐受性。双金属价态循环加速了反应。通过密度泛函理论计算鉴定出四种降解途径，生态毒性评估显示中间体毒性降低。实际水样和循环试验证实了该体系的应用前景。本研究为生物质废弃物资源化利用和抗生素降解提供了新方法。