铵激活过氧乙酸强化四环素降解：性能与机制新探

　　本研究发现水体中常见的铵离子(NH4+)能显著激活过氧乙酸(PAA)降解四环素类抗生素，首次揭示活性氮物种(RNS)（包括ONOO?、NO•和NO2•）为主导氧化剂，并通过DFT计算证明铵通过降低PAA物种最低未占分子轨道(LUMO)能量增强反应活性，为含铵/四环素复合污染废水处理提供新策略。

　　

Highlight

铵离子首次被报道可显著增强过氧乙酸(PAA)对四环素(TTC)的降解效能，在多种pH条件下5分钟内准一级反应速率常数(k)达0.128–0.314 min^?1，远超其他体系。

Ammonium-enhanced TTC degradation by PAA

水基质成分常与目标污染物共存于PAA氧化体系，可能产生促进、抑制或中性效应。先前研究认为PAA降解TTC主要依赖直接氧化（非自由基路径），而非自由基过程受水基质影响较小。本研究通过紫外-可见吸收光谱和三维荧光光谱(3D-EEMF)监测发现，铵缓冲体系意外表现出显著促进效应。

Conclusion

复杂水基质（特别是铵）在PAA氧化污染物过程中的作用机制尚不明确。本研究证实磷酸盐和碳酸盐对PAA驱动TTC降解影响微弱，硼酸盐则显著抑制。值得注意的是，铵的存在通过生成活性氮物种(RNS)（即过氧亚硝酸盐(ONOO^?)、一氧化氮自由基(NO^•)和二氧化氮自由基(NO₂^•)）而非活性氧物种或有机自由基，实现了TTC的高效降解。密度泛函理论(DFT)计算进一步揭示铵通过降低PAA物种（PAA和PAA^?）的最低未占分子轨道(LUMO)能量，增强了其对TTC的直接氧化能力。