模仿蛋白质的原理：利用分层亲水性结构的Co(OH)2增强过一硫酸盐的活化作用，实现超快抗生素降解

《Advanced Functional Materials》：Mimicking the Protein: Hierarchically Hydrophilic Co(OH)2 Boosted Peroxymonosulfate Activation for Ultrafast Antibiotics Degradation

高效降解抗生素的Co基蛋白模拟催化剂开发及其机制研究，通过花状Mg/Al层状双氢氧化物负载超级活性碳构建具有空间分级亲水性的钴催化剂，实现15秒内80%抗生素去除率（0.075 mM PMS）和45.72 min?1周转频率，并在固定床反应器中持续66小时高效去除诺氟沙星，同时保持中性pH和低金属泄漏。

　　

摘要

异相过一硫酸盐（PMS）的活化在可持续降解水中的抗生素及新兴污染物方面具有巨大潜力。然而，开发具有良好传质性能和优化金属活性位点的合成金属催化剂，以实现低浓度PMS的活化并有效去除抗生素，仍是一项挑战。本文通过将类蛋白质结构的钴催化剂与具有空间层次结构的亲水性材料结合，具体方法是先在超活性碳（AC）表面制备花状Mg/Al层状双氢氧化物（LDH），随后使薄层Co(OH)₂分散在LDH的边缘。所制备的AC-LDH@Co(OH)₂催化剂在15秒内即可去除约80%的抗生素，其转化频率（基于催化剂质量）高达45.72分钟^?1（仅需0.075 mM的PMS即可实现该效果），这一性能超过了以往报道的单原子催化剂。在固定床反应器中，该催化剂能够在66小时内完全去除诺氟沙星，且出水pH值为中性，同时金属离子的渗出量极低。实验结合理论计算表明，这种类蛋白质复合物不仅加速了亲水性PMS和疏水性抗生素的传递过程，还能稳定地限制钴活性位点的电子结构，从而促进多种活性氧物种的生成。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。