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????各類水體中廣泛檢出的抗生素雖然濃度低，但仍對(duì)水生態(tài)系統(tǒng)安全和公共衛(wèi)生構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。非均相PMS活化技術(shù)在解決這一問(wèn)題方面具有巨大的潛力，但開(kāi)發(fā)具有兼容傳質(zhì)和高效金屬位點(diǎn)的催化劑，以實(shí)現(xiàn)低濃度的親水性PMS活化和疏水性抗生素高效去除，仍然是其實(shí)際應(yīng)用的關(guān)鍵阻礙。
????近期，中國(guó)科學(xué)院城市環(huán)境研究所跨介質(zhì)污染防治材料與裝備創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在非均相過(guò)硫酸鹽（PMS）催化降解新污染物抗生素方面取得了新進(jìn)展，成功設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一種仿蛋白結(jié)構(gòu)催化劑。本研究報(bào)道了一種仿蛋白多級(jí)結(jié)構(gòu)催化劑AC-LDH@Co(OH)₂，其基底為超級(jí)活性炭/層狀雙金屬氫氧化物復(fù)合物（AC-LDH），具有仿蛋白的空間分區(qū)親水性，可同時(shí)促進(jìn)親水/疏水物質(zhì)的協(xié)同傳質(zhì)過(guò)程。同時(shí)，LDH穩(wěn)定分散并優(yōu)化了薄層包邊Co(OH)₂結(jié)構(gòu)中Co位點(diǎn)的電子云分布。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，僅需0.075 mM的PMS投加，該催化劑即可在15 s內(nèi)去除水體中80%的抗生素，且不影響出水pH。此外，該催化劑對(duì)多種不同抗生素、在不同水體常見(jiàn)陰離子干擾下、均具有超快降解性能，且對(duì)多種實(shí)際水基質(zhì)適應(yīng)良好；循環(huán)膜催化和連續(xù)固定床反應(yīng)器也驗(yàn)證了其實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中的安全性與穩(wěn)定性；相較于純Co(OH)₂，仿蛋白AC-LDH@Co(OH)₂催化劑的制造成本和使用成本均更低。本工作強(qiáng)調(diào)了傳質(zhì)優(yōu)化在高效處理低濃度新污染物中的重要性，為開(kāi)發(fā)高效高級(jí)氧化催化劑及新污染物廢水可持續(xù)處理提供了仿生設(shè)計(jì)新思路。
????相關(guān)研究成果以Mimicking the protein: hierarchically hydrophilic Co(OH)₂ boosted peroxymonosulfate activation for ultrafast antibiotics degradation為題，發(fā)表于Advanced Functional Materials期刊上。城市環(huán)境研究所博士后張健為第一作者，謝佳芳副研究員與鄭煜銘研究員為共同通訊作者。該研究工作得到了科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃和中國(guó)科學(xué)院國(guó)際伙伴計(jì)劃等項(xiàng)目的支持。
???論文鏈接

圖1. 仿蛋白AC-LDH@Co(OH)2催化劑活化PMS降解抗生素示意圖