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四环素（TC）污染威胁生态与人类健康，传统 Fenton 反应适用 pH 范围窄。研究人员以红泥和小麦秸秆合成 WR800，用于激活过硫酸盐降解 TC。结果显示，60 分钟内 TC 降解率达 97.7% ，WR800 回收性好。该研究为治污和固废利用提供新思路。
在环境问题日益严峻的当下，抗生素污染逐渐成为人们关注的焦点。四环素（TC）作为最早的广谱抗生素之一，因其价格低廉、疗效显著，在医药和畜牧业中被广泛使用。然而，由于它具有亲水性，生物系统对其吸收较差，大部分被人类和牲畜摄入的四环素会以非活性形式通过排泄物排出，最终进入环境。如今，在土壤、地表水、海洋、沉积物以及生物体中都能检测到残留的四环素。这些残留的四环素持续存在，会导致耐药微生物和抗性基因的大量繁殖，加速抗生素耐药性的传播，对生态系统和人类健康构成潜在威胁。
与此同时，有色金属行业产生的大量红泥也让人们头疼不已。红泥是氧化铝提取过程中拜耳法的副产品，每生产 1 吨氧化铝，就会产生 1.0 - 1.8 吨红泥。到 2022 年，全球红泥年产量已飙升至 1.5 亿吨。目前，红泥主要通过倾倒在贮灰池和填埋的方式处理，但因其强碱性，存在严重的环境风险。虽然红泥富含铁元素，可作为催化剂的铁源，但其中的铁以复杂矿物相存在，回收成本高且难度大。传统处理方式不仅浪费资源，还可能对环境造成二次污染。
为了解决这些棘手的问题，国内研究人员开展了一项具有创新性的研究。他们以红泥和小麦秸秆为原料，通过高温煅烧的方法，合成了一种高效的磁性 Fenton-like 催化剂 ——WR800，并将其应用于激活过硫酸钾（PDS），以降解水体中的四环素。该研究成果发表在《Environmental Research》上，为解决抗生素污染和红泥利用问题带来了新的希望。
在这项研究中，研究人员运用了多种关键技术方法。他们利用 X 射线粉末衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、X 射线光电子能谱（XPS）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）以及 Brunauer-Emmett-Teller 表面面积和孔径分析仪等技术，对材料的形貌和理化性质进行了全面表征。通过这些技术，研究人员得以深入了解 WR800 的结构和特性，为后续研究奠定了坚实基础。
下面来详细看看研究结果：
- 不同材料的催化性能对比：研究人员对比了 WR800 与其他不同材料的催化性能。当向 TC 溶液中仅加入 1mM PDS 时，去除效果仅为 5.6%，几乎可以忽略不计。单独添加生物炭时，对 TC 也没有去除能力。而 WBC/PDS 和 RM/PDS 对 TC 的降解能力有限，分别只能去除 49.2% 和 69.2% 的 TC。这一结果凸显了 WR800 在降解 TC 方面的独特优势。
- WR800 的催化降解性能：WR800 表现出了卓越的催化降解性能。在 60 分钟内，它能够有效激活 PDS，使 20mg/L 的 TC 降解率达到 97.7% 。经过进一步研究发现，单重态氧（1O2）和羟基自由基（?OH）是降解 TC 的主要活性物种。这一发现揭示了 WR800 催化降解 TC 的关键机制。
- WR800 的适应性和循环性能：WR800 具有良好的 pH 适应性和对常见阴离子的耐受性，这使得它在实际废水处理中具有很大的优势。此外，WR800 的磁性使其易于回收，经过四次再生循环后，仍能保持 99.9% 的四环素降解能力。这表明 WR800 不仅催化效率高，而且稳定性强，具有良好的应用前景。
综合研究结果和讨论部分，这项研究意义重大。WR800 的成功合成，为处理受抗生素污染的水体提供了一种低成本、环保的解决方案，符合循环经济的原则。它不仅能够高效降解四环素，有效缓解抗生素污染问题，还实现了红泥和小麦秸秆的高价值利用，减少了工业和农业废弃物对环境的压力。这一研究成果为减少抗生素污染提供了可能的工业应用方向，也为工业和农业废弃物的处理提供了新的思路。它为环境科学领域的研究和实践开辟了新的路径，有望推动相关技术的进一步发展和应用，对保护生态环境和人类健康具有重要的现实意义。
