生物炭限域纳米零价铁

土壤抗生素去除99.6%

源自废弃浒苔的载体，通过纳米限域将自由基路径转为非自由基路径，在低氧化剂用量下高效去除土壤中溶解态和吸附态抗生素，并显著削减抗性基因表达。

王越 · 李铁龙 · 王海涛 · 吴德礼

Environmental Science & Technology 2026

参数信息

土壤四环素去除率

99.6 %

速率常数

0.15 min⁻¹

ARGs表达降低

48.8-72.2 %

技术优势

非自由基路径

纳米限域促进Fe-C杂化，改变d带中心并降低功函，使电子快速传递给PDS，拉长O-O键，从而选择性生成表面单线态氧而非自由基，避免了非选择性淬灭。

低氧化剂用量

在显著低于基准体系（Fe(II)、nFe⁰、纳米氧化铁）的氧化剂用量下实现ARGs表达降低48.8-72.2%，兼顾效率与成本。

同时去除溶解态和吸附态

40天异质土壤实验中，SM-NCFe⁰/PDS体系几乎完全去除溶解态和吸附态抗生素，解决了传统方法难以接触吸附态污染物的问题。

应用场景

• 过硫酸盐活化：通过纳米限域切换为非自由基路径，提高过硫酸盐利用效率并避免自由基淬灭。
• 土壤修复：直接投加至污染土壤中，无需复杂设备即可原位去除溶解态和吸附态抗生素。
• 高级氧化：用非自由基表面单线态氧替代自由基氧化，精准攻击污染物并减少副反应。
• 生物炭材料：以废弃浒苔为原料制备生物炭载体，既降低材料成本又同步实现固废资源化。