（通讯员 李易）基于SO42-的高级氧化法(AOPs)由于其具有超高的氧化还原电位、强的氧化能力、稳定性和选择性，在有机污染物的降解中受到广泛关注。一般而言，硫酸根(SO42-)主要是由金属产生的过硫酸盐，如过二硫酸盐(PDS)和过一硫酸盐(PMS )，然而，催化体系中过度使用的PMS和PDS具有稳定性，降解后可能对环境和公众健康造成巨大的潜在威胁。此外，PDS和PMS的密集能源投入和高成本也限制了它们在废水处理中的大规模工业应用。最近，亚硫酸盐被广泛认为是最有前途的过硫酸盐替代品之一，原因如下:首先，亚硫酸盐通常用于脱卤和减少污染物。第二，亚硫酸盐是一种工业副产品，甚至需要人力和材料来去除它，最后，亚硫酸盐比过硫酸盐具有更低的价格和更低的生态毒性。尽管均相催化剂已被用于氧化亚硫酸盐活化产生SO42-，但是开发非均相、绿色、低成本的亚硫酸盐高效活化催化剂变得非常重要。
本课题组黄应平教授和刘湘博士在《Journal of Hazardous Materials》期刊上发表了题为“Sulfite activation by cobaltosic oxide nanohydrangeas for tetracycline degradation: Performance, degradation pathways and mechanism”的文章。在本文中，我们通过将绣球形状的Co3O4纳米颗粒固定到石墨碳纳米片(GCN)上，首次开发了高效的Co3O4纳米绣球(CoNHs)纳米催化剂，用于通过亚硫酸盐活化降解四环素。首先，通过XRD、SEM、TEM、HRTEM、EDX元素谱和XPS对CoNHs的形貌和纳米结构进行了全面的表征，研究了其在亚硫酸钠活化中高效降解TC的催化性能和动力学分析。最后，探讨了CoNHs/亚硫酸盐体系催化TC降解的可能途径和机理。
图1: CoNHs 的形貌(a)–(d) SEM，(e) & (f) TEM具有纳米绣球状结构的Co3O4纳米颗粒，均匀分布并锚定在表面。合成的CoNHs的平均尺寸为105.51纳米。
图2: (a) CoNHs 的STEM图像,(b)组合(C, N, O, Co), (c) Co, (d) C, (e)N和(f)O EDX元素映射
图3: CoNHs的XPS: (a) Co 2p, (b) C 1 s, (c) N 1 s, (d) O 1 s.
图4: (a) CoNHs浓度，(b) 亚硫酸钠浓度，(c)初始TC浓度和(d)反应温度对TC降解的影响
图5：不同PH值对CoNHs活化亚硫酸钠降解四环素的影响
图6: CoNHs通过活化亚硫酸钠催化(a)土霉素(OTC)和(b)盐酸金霉素(CTC)降解,(c) CeO2、MoS2和GCN分别稳定在Co3O4上所得催化剂降解四环素。(d)通过活化亚硫酸盐降解四环素中CoNHs的可重复使用性。
图7: (a) BQ、NaN3、TBA、EtOH和KI对亚硫酸钠在CoNHs上降解TC的抑制作用。(b) DMPO或TEMP系统的EPR光谱
图8: CoNHs活化亚硫酸钠降解TC的机理
