碳修饰FeS2@MoS2增强PMS活化降解环丙沙星：相变调控与电子转移机制

《Journal of Environmental Chemical Engineering》：Enhanced PMS activation by FeS 2@MoS 2 through carbon modification for CIP degradation

本文通过碳修饰构建FeS2@MoS2双金属硫化物（BMS），实现过一硫酸盐（PMS）高效活化降解环丙沙星（CIP）。碳诱导MoS2从半导体2H相转变为金属1T/2H杂化相，加速Fe3+/Fe2+循环（kobs提升31倍），并通过硫空位（SVs）暴露Mo4+活性位点。自由基（SO4•-/•OH/•O2-

　　

亮点

碳修饰FeS₂@MoS₂通过相变与缺陷工程实现PMS高效活化，为抗生素污染控制提供创新解决方案。

催化剂形貌与结构

XRD分析显示（图1b），碳修饰后MoS₂特征峰（002）向低角度偏移，证实1T相生成。拉曼光谱中1T相标志性J₁/J₂峰（156/226 cm^-1）强度比提升，且硫空位（SVs）浓度增加3.7倍（XPS定量）。HRTEM可见1T相层间距扩大至0.92 nm（2H相为0.65 nm），碳网络显著提升电子传导率（EIS阻抗降低82%）。

降解性能与机制

C-FeS₂@MoS₂/PMS体系在pH=6时98.59%去除CIP（k_obs=0.083 min^-1），EPR检测到强•OH信号（DMPO?•OH特征四重峰）。DFT计算揭示CIP的哌嗪环N₇位点（Fukui指数f^-=0.128）为优先攻击靶点，LC-MS检测到m/z=263（哌嗪开环产物）和m/z=134（小分子酸）等12种中间体。

结论

碳修饰通过"电子桥梁"作用促进1T-MoS₂生成，协同SVs与Mo⁴⁺/Fe²⁺双活性中心，使PMS活化效率超越传统均相Fenton体系。该研究为设计高效环境催化剂提供新思路。