抗生素和无机盐是常用的饲料添加剂，但无法被动物良好吸收（吸收量<30%）。这些抗生素和无机盐中的重金属离子多数被排放到水和土壤中，对环境造成严重的污染。同时，抗生素的过量使用会导致耐药性细菌的大量繁殖对人体和动物产生严重的威胁。因此，亟须发展新技术来实现对饲料喂养动物排泄物的有效处理，减少其对环境的污染。

针对以上问题，我校生态与资源工程学院杨小炳博士和北京大学深圳研究生院曾湘楚博士、冀豪栋研究员以及丽水农林科学院程科军研究员合作，利用甘蔗渣为原料，制备了硫-氮共掺杂的铁基磁性生物碳复合材料（简称Fe/N/S-BC)，实现了对四环素和伤寒沙门氏菌的有效处理。该成果以《Coupled homogeneous/heterogeneous Fenton-like system to enhance the synchronized decontamination of aqueous tetracycline and Salmonella typhi》为题，发表在《Chemical Engineering Journal》期刊上（该期刊是工程技术与化学化工领域最有影响力的顶级刊物之一，中国科学院分区为工程技术/化学/环境类1区Top期刊，最新影响因子为15.1），杨小炳博士为第一作者，澳门银银河官方网welcome为第一单位。

该研究报道了在Cu(II)-TC-TRST三元污染物中加入Fe、N、S共掺杂的生物炭（Fe/N/S-BC）后，非均相Fe/N/S-BC/PMS体系与均相Cu(II)/PMS体系的耦合作用，产生丰富的活性氧（ROS），促进了四环素的降解和伤寒沙门氏菌的失活。尽管存在Cu(II）和四环素的竞争，均相/非均相耦合的类Fenton体系使伤寒沙门氏菌的失活率提高到98%以上。自由基（•OH、•O2-等）和非自由基（Cu(III）和1O2）途径均参与了Cu(II)-TC-TRST三元污染物中四环素和伤寒沙门氏菌及其耐药基因（ARGs）的协同净化。此项研究结合计算模拟的方法，探索了氮和硫元素的存在，对催化剂内部结构以及降解机理影响机制，并提出了一种创新的降解-失活机制和一种耦合均相/非均相类Fenton体系理论，为后续的相关科研工作提供理论依据。

图1 Cu(II)/PMS体系中四环素催化降解机理示意图

图2 铜络合物的演化和构型（A）、IGMH（B）和IRI（C） 

图3 紫外可见光谱（A-B），TOC含量（C），降解动力学（D、E）和拟一级模型拟合（F）

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.148697