文献速递|中国石油大学（北京）CEJ:负载Ru位点的N掺杂石墨烯作为PMS活化剂，通过非自由基途径降解SMX：效率、选择性和机制

本研究针对过氧单硫酸盐（PMS）高级氧化工艺中存在的机制不清、稳定性差和二次污染等问题，提出了一种负载Ru活性位点的N掺杂石墨烯催化剂（N-rGO-Ru），用于降解磺胺甲恶唑（SMX）。背景方面，传统AOPs面临挑战，而基于PMS的氧化技术具有潜力。研究目的是合成高效稳定的催化剂，探究其活化PMS降解SMX的机制、性能和环境友好性。通过一锅法合成N-rGO-Ru，表征显示Ru以Ru-N键形式存在。实验结果表明，在优化条件下（催化剂0.02 g·L⁻¹），N-rGO-Ru通过单线态氧（¹O₂）介导的非自由基途径，120分钟内去除92%的SMX，速率常数为0.0214 min⁻¹。催化剂对共存阴离子（如Cl⁻、HCO₃⁻）具有优异耐受性，循环5次后仍保持80%效率，金属浸出率低（<16 μg·L⁻¹），稳定性强。LC-MS分析鉴定了羟基化、磺胺键裂解、开环和偶联反应四种降解途径，ECOSAR模型证实中间体毒性显著降低。理论计算表明，Ru-N位点增强了PMS的吸附能（-4.8 eV）和电子转移效率。结论指出，N-rGO-Ru/PMS体系通过非自由基途径高效、选择性降解SMX，且环境友好，为废水处理提供了新途径。