协同作用的压电纳米零价铁催化剂用于过氧乙酸的活化：一种自驱动的高级氧化过程

　　创新性设计nZVI@BTO/PAA系统，通过压电效应与过氧乙酸协同作用，快速降解磺胺甲噁唑（10分钟内完全降解），提升表观速率常数12倍，并保持高稳定性（5次循环后去除率>80%），为可持续高级氧化工艺提供新方案。

　　

传统的基于铁的催化剂的高级氧化过程（AOPs）存在诸多局限性，包括催化剂快速失活和电子转移效率低的问题。尽管压电材料在机械化学能量转换方面显示出潜力，但其实际应用往往受到外部能量输入需求的限制，这导致了较高的能耗和废物产生。在此，我们创新性地设计了一种共生的自驱动nZVI@BTO催化剂，通过将nZVI同时嵌入钛酸钡（BTO）的晶格和表面中，实现了压电激活与过氧乙酸（PAA）介导的氧化之间的协同效应。nZVI@BTO/PAA系统能够在10分钟内完全降解磺胺甲噁唑（SMX），其降解效率比nZVI/PAA系统提高了12倍。nZVI@BTO在流体涡流作用下的压电极化产生了表面增强的内置电场（BIEF），形成了局部还原微环境。这种增强的载流子分离作用促进了Fe²⁺的有效再生，确保了催化剂表面持续存在大量活性Fe²⁺位点。表面的Fe²⁺位点能够快速激活PAA，生成羟基自由基（•OH）、单线态氧（1O₂）和乙酰过氧自由基（CH₃C(O)OO^•）。我们的研究结果表明，nZVI@BTO/PAA系统在效率、稳定性（经过5次循环后仍能保持80%以上的SMX去除率）以及实用性方面均具有优势，适用于实际应用。该系统为AOPs提供了一种可持续的策略，推动了环境适应性水处理技术的发展。