近期，日本成人视频 杨志峰院士团队谭倩教授课题组在中国工程院院刊ENGINEERING Environment上发表题为“Influence of phosphate species on peroxymonosulfate activation by copper-cobalt dual-atom biochar for sulfamethoxazole degradation”的研究论文。谭倩教授为论文通讯作者，日本成人视频 博士后王传斌为论文第一作者。

【中文摘要】：

双原子催化剂已成为活化过一硫酸盐( PMS )的高效材料；然而，磷酸根种类在这些体系中的作用机理仍然知之甚少。在本研究中，构建了一种铜钴( Cu-Co )双原子催化剂，证明了不同磷酸根形态可以选择性地调节金属和碳氮相关的活性位点，从而改变PMS活化途径。在碱性条件下，单线态氧(¹O₂)和硫酸根自由基( SO₄^·-)占主导地位，而在中性条件下，SO₄^·-和羟基自由基(^·OH )是主要的活性物种。磷酸根主要调节C - C/C = C、C = O、石墨N和吡啶N、Cu^{2 +}、Cu⁰、Co^{2 +}和Co⁰位点活性，从而影响反应动力学和活性氧物种分布。HPO₄^2-的存在促进了生物炭活化PMS产生SO₄^·-和¹O₂，而H₂PO₄^-对PMS的活化几乎没有影响。当HPO₄^2-和H₂PO₄^-共存时，反应体系表现出浓度依赖行为，低浓度促进了PMS的激活，而高浓度抑制了PMS的激活。密度泛函理论( DFT )计算进一步证实了磷酸根通过影响吸附能、电子转移和O - O键长来调节PMS活化机制。本研究阐明了长期存在争议的磷酸根调控机制，并强调了控制磷酸根形态对于提高催化剂/ PMS体系在实际水环境中的性能至关重要。

图1.磷酸根对NBC-Cu-Co/PMS系统中活性位点与氧化物种的影响

【创新发现点】：

1.H₂PO₄^-对PMS活化的影响可以忽略不计。

2.HPO₄^{2 -}显著促进了PMS的活化。

3.当HPO₄^{2 -}和H₂PO₄^-共存时，体系表现出浓度依赖行为，低浓度促进PMS的激活，而高浓度则抑制PMS的激活。

4.磷酸根主要影响^·OH、SO₄^·-和¹O₂。

【社会意义】：

本研究聚焦于自然水体中普遍存在的磷酸根对过硫酸根高级氧化过程的影响，揭示了不同磷酸根形态（H₂PO₄^-、HPO₄^{2 -}）在酸碱条件下对催化活性的差异化调控机制，这一发现为真实复杂水环境条件下抗生素降解工艺的优化提供了直接的理论依据，有助于克服实验室研究与实际应用之间的脱节问题。同时，研究通过淬灭实验、XPS表征与DFT计算相结合的手段，系统阐明了活性位点与活性氧物种之间的内在关联，为高性能催化剂的设计与反应路径的定向调控奠定了科学基础。该工作不仅推动了对水体中磷酸根环境行为的深入理解，也为实现高效、稳定、低二次污染的水处理技术提供了新思路，有助于应对抗生素残留带来的生态与健康风险。

【关键图示】：

图2.NBC-Cu-Co在不同HPO₄^2-浓度反应后的XPS光谱：（a）全谱及（b）C、（c）N、（d）O、（e）Cu和（f）Co相关活性位点的相对含量

图3.PMS在生物炭上的优化构型，以及金属位点与PMS之间的电荷密度差异（（a）无HPO₄^2-/H₂PO₄^-，（b）低浓度HPO₄^2-/H₂PO₄^-，（c）高浓度HPO₄^2-/H₂PO₄^-）

图4.（a）NBC-Cu-Co活化PMS生成^•OH和SO₄^•−的路径；（b）CoN₃和CuN₃O₂活性位点上由*OH生成¹O₂的途径；（c）不同磷酸盐条件下各金属位点活化PMS生成SO₄^•-、^•OH和¹O₂的路径示意图

【原文链接】：//doi.org/10.1007/s11783-026-2209-6

供稿：王传斌

初审：陆丽莹

复审：徐超

终审：解玉磊