亚硫酸盐协同真空紫外光解降解二甲双胍：环境安全与机制解析

本研究创新性地利用亚硫酸盐(SO32?)协同真空紫外(VUV)光解系统，实现了糖尿病药物二甲双胍(MET)98.3%的高效降解。通过电子顺磁共振(EPR)和质谱(TOF-MS)技术证实水合电子(eaq?)主导的还原降解路径，结合密度泛函理论(DFT)解析了C-N键断裂的分子机制，为含氮药物污染控制提供了新思路。

　　

研究亮点

本研究发现VUV/SO₃^2?系统在pH 9条件下可实现二甲双胍(MET)的闪电式降解（速率常数0.0459 min^?1），就像给污染物安装了"分子粉碎机"。电子顺磁共振(EPR)捕捉到关键证据——水合电子(e_aq^?)是这场降解盛宴的"主厨"，而亚硫酸盐则在VUV照射下化身高效的"电子发生器"。

主要发现

1. 降解效率大比拼：单独VUV光解就像"隔靴搔痒"仅能去除6.1%的MET，而VUV/SO₃^2?组合拳则展现出"降维打击"效果（98.3%）。

2. 分子手术解密：时间飞行质谱(TOF-MS)联合量子化学计算揭示了MET的四种降解路径，如同绘制了"分子解体路线图"。其中脱甲基和胍基C-N键断裂是主要的"分子手术方案"。

3. 环境友好特性：处理后样品生物毒性显著降低，证明该系统是真正的"绿色拆弹专家"。

作用机制

亚硫酸盐在VUV照射下发生"分子变身秀"，产生强还原性的e_aq^?（还原电位-2.9 V）。这些"电子特工"精准攻击MET分子中的C-N键，通过脱甲基和开环反应将其分解为小分子片段，整个过程就像精准的"分子外科手术"。

环境应用价值

研究团队还贴心地考察了水质参数影响：常见阴离子如Cl^?和HCO₃^?会扮演"减速剂"角色，而天然有机物(NOM)则像"电子小偷"会竞争消耗活性物种。这些发现为实际水处理提供了"操作说明书"。

结论

该研究不仅为MET污染控制提供了"黄金标准"，更开创了VUV活化亚硫酸盐降解含氮药物的新技术范式。就像为水处理领域配备了一把"分子光剑"，为应对日益严峻的药物污染问题开辟了新战场。