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为解决抗生素残留威胁生态安全的问题，研究人员开展 CuCo?O?纳米材料活化高碘酸盐（PI）降解四环素（TC）的研究。结果表明该体系降解效率高，明确了活性物种及机制，且稳定性好，为废水除抗生素提供新策略。
抗生素在环境中的残留已成为日益严峻的生态挑战。四环素（TC）作为一类广泛使用的抗生素，常因传统水处理工艺难以有效去除而进入自然水体，对水生生物和人类健康构成潜在威胁。开发高效、环保的抗生素降解技术成为水处理领域的迫切需求。高级氧化工艺（AOPs）因其操作简便、降解效率高，在污水治理中备受关注，其中基于高碘酸盐（PI）的 AOPs 因能高效降解多种有机污染物、抗共存离子干扰能力强且氧化剂便于储存运输，展现出广阔应用前景。然而，传统单一金属活化 PI 的体系存在效率局限或重金属毒性风险，如何提升 PI 活化效率并降低环境风险成为关键科学问题。
为攻克上述难题，国内研究团队开展了 CuCo?O?纳米材料活化 PI 降解 TC 的研究。该研究首次将 CuCo?O?双金属尖晶石纳米材料应用于 PI 活化体系，通过一系列实验深入探究其降解性能、作用机制及实际应用潜力，相关成果发表在《Environmental Pollution》。
研究主要采用的关键技术方法包括：通过共沉淀煅烧法制备 CuCo?O?纳米材料；利用扫描电子显微镜（SEM）和 X 射线衍射（XRD）对材料形貌和晶体结构进行表征；借助淬灭实验和电子顺磁共振（EPR）技术鉴定反应体系中的活性物种；运用 X 射线光电子能谱（XPS）分析揭示反应机理；通过生物毒性评估考察降解中间产物的环境安全性；开展实际水样测试和循环实验验证体系的稳定性与可重复使用性。
材料表征与性能验证
SEM 图像显示，制备的 CuCo?O?由不规则纳米颗粒组成。XRD 图谱中衍射峰与 CuCo?O?标准卡片（PDF # 01-1155）匹配良好，证实成功合成目标材料。降解性能测试表明，CuCo?O?/PI 体系对 TC 的降解速率常数分别为 CuO/PI 体系的 4.9 倍和 Co?O?/PI 体系的 3.5 倍，凸显双金属体系的显著优势。在优化反应条件（CuCo?O?投加量、PI 浓度、pH）下，TC 去除率可达 85%。
活性物种与作用机制
淬灭实验和 EPR 分析表明，CuCo?O?/PI 体系中存在四种活性物种，按贡献排序为 IO??＞1O?＞O???＞?OH。XPS 实验进一步揭示，Co 和 Cu 的协同作用是加速 TC 去除的关键。双金属位点通过电子转移促进 PI 活化，生成多种高活性自由基，形成高效氧化网络。
降解途径与环境安全性
研究提出三条可能的 TC 降解途径，涉及羟基化、脱甲基化和开环反应等过程。生物毒性评估显示，降解中间产物的毒性显著降低，证实 CuCo?O?/PI 体系的环境友好性。常见水基质（Cl?、SO?2?、NO??）对 TC 去除影响可忽略，而富里酸（FA）略有抑制作用，说明体系在复杂水质条件下仍具一定适应性。
稳定性与实际应用潜力
实际水测试和循环实验表明，CuCo?O?纳米材料在多次使用后仍能保持较高的催化活性，体系稳定性良好，为其实际应用提供了重要支撑。
该研究首次构建 CuCo?O?/PI 新型降解体系，证实双金属协同活化 PI 对 TC 的高效去除效果，明确了多活性物种的作用机制，为抗生素污染治理提供了兼具高效性与环境安全性的新策略。研究成果不仅拓展了 PI 活化技术的应用范围，也为双金属氧化物在水处理领域的开发提供了理论依据和实践指导，有望推动相关技术从实验室向实际工程应用转化，助力解决抗生素污染带来的生态安全问题。
