文献速递|中国石油大学（华东）ACB:以1O2为主的PMS预氧化结合微生物燃料电池实现可持续废水处理：Fe/Fe3C调谐低自旋Feᴵᴵ-N4位点的作用

本文针对传统基于自由基的高级氧化工艺（AOP）与微生物燃料电池（MFC）串联系统中，AOP预处理产生的生物毒性副产物会抑制后续MFC微生物活性的问题，提出了一种可持续的废水处理与能源回收策略。研究设计了一种FeNₓ/C催化剂（Fe/Fe₃C含量可调），用于实现以单线态氧（¹O₂）为主导的过一硫酸盐（PMS）活化，将难降解污染物转化为可生物降解、低毒性的中间体。机理研究表明，低自旋Feᴵᴵ-N₄是主要活性位点，Fe/Fe₃C作为电子调节剂通过优化含量可增强Fe中心的路易斯酸性，平衡PMS吸附与¹O₂脱附，从而促进¹O₂选择性生成。将温和的AOP预处理出水引入下游MFC后，五个循环内累计TOC去除率达74.7%，功率密度稳定在234 mW m⁻²，实现了碳与能量的协同回收。本研究为构建生物相容性AOP-MFC串联系统提供了设计方案，并阐明了共存金属物种对单原子活性位点的电子调控机制。