增强高锰酸盐氧化磺胺噁唑的碳催化剂

高锰酸盐（Mn(VII)）因其稳定性和易处理性而广泛应用于水净化，但它对微量有机污染物（TrOCs）而言是一种温和的氧化剂。因此，增强反应动力学的策略备受关注，尤其是与高效经济的碳催化剂结合。本研究比较了四种碳催化剂（石墨、石墨烯氧化物（GO）、还原石墨烯氧化物（rGO）和氮掺杂rGO（N-rGO））在加速高锰酸盐对磺胺噁唑（SSX）氧化中的性能，发现GO表现出最佳催化性能。另外，Mn(VII)/GO系统表现出去除广谱TrOCs的良好能力。我们提出，SSX在Mn(VII)-GO悬浮液中的降解遵循两条途径：（i）Mn物种（包括Mn(VII)和原位形成的MnO2(s)）对SSX的直接氧化；（ii）碳催化剂途径，其中GO充当电子介导者，接受来自SSX的电子并将其转移给Mn(VII)。我们开发了一个数学模型来展示每条平行途径的贡献，并发现单电子转移是加速Mn(VII)/GO系统中SSX去除的主要原因。本研究结果表明，GO提供了一种简单而有效的策略来增强Mn(VII)的反应性，并提供了GO催化的SSX与Mn(VII)之间的氧化还原反应的机理见解。