文献速递|西南科技大学ACB:金属@芘二酰亚胺聚合物体系通过电荷/能量转移活化过一硫酸盐以降解环丙沙星

本文研究了金属@芘二酰亚胺聚合物（U-PDI）体系在可见光下活化过一硫酸盐（PMS）降解环丙沙星（CIP）的机理。背景方面，提高PMS活化效率并阐明其作用机制是环境化学的关键挑战。研究目的为通过将钴（Co）或金（Au）位点锚定在U-PDI上，构建统一平台，探索不同金属对PMS活化路径的影响及其降解CIP的性能。结论表明：Co@PDI通过电荷转移驱动途径，促进PMS极化及O-O键活化，形成高价钴-氧化合物（Co(IV)=O）和自由基，在40分钟内实现CIP近乎完全去除（矿化率约54%）；Au@PDI则倾向等离子体辅助能量转移途径，主要通过1O₂进行非自由基反应，70分钟内去除约84%的CIP。密度泛函理论计算支持了反应路径分化，Co位点对PMS吸附更强（Eads = -2.10 eV）且O-O键伸长更显著（约1.52 Å）。两种催化剂在五次循环后仍保持良好活性和基质耐受性。研究阐明了金属类型如何决定反应途径选择，为设计可见光驱动材料降解抗生素提供了指导。