DOI: 10.1016/j.seppur.2022.121716

在本研究中，首次制备了一种新型过氧单硫酸盐（PMS）催化剂，即锌基金属有机骨架静电纺丝（ES）纳米纤维膜（简称ZIF-65/PAN），并将其用于降解环丙沙星（CIP）污染物。对ZIF-65/PAN的理化性质、催化性能、稳定性、可重复使用性和再生性能进行了观察与表征。探究了包括ZIF-65负载量、反应温度、初始pH值和竞争性有机分子在内的各种参数对CIP降解的影响。确定了参与ZIF-65/PAN/PMS/CIP过程的活性物质和降解中间体，并推测了相应的反应机理。结果表明，易于分离的ZIF-65/PAN纳米纤维具有较高的PMS活化效率，在60分钟内降解了89.2%的CIP，PMS利用率高达87.5%。ZIF-65/PAN可通过简单的逐层自组装再生，在未来应用中显示出良好的前景。活化后，ZIF-65/PAN表面有26.4%的Zn2+以+III氧化态存在，表明了锌催化位点的作用。通过活化，生成氧化活性物质SO4·-、·OH和1O2，因此CIP主要通过三种途径降解。本研究为MOF基膜在PMS高级氧化工艺中的应用提供了新的思路。

图1.ZIF-65/PAN的照片。

图2.（a）PAN、（b）Zn（CH3COO）2/PAN和（c）-（d）ZIF-65/PAN的SEM照片；（e）ZIF-65/PAN的SEM图像和相应的元素映射。

图3.（a）ZIF-65/PAN及其相关材料的XRD图谱，（b）FTIR光谱，（c）拉曼光谱和（d）氮气吸附-解吸等温线。

图4.（a）不同反应体系中CIP的去除效率；（b）不同ZIF-65质量百分比的ZIF-65/PAN活化PMS对CIP的降解；（c）ZIF-65/PAN作为PMS活化剂降解CIP的可循环使用性。反应条件：[CIP]=10mg·L-1，[PMS]=0.1mM，催化剂=0.4g·L-1，T=30℃，环境pH。如未标注，ZIF-65/PAN中ZIF-65的负载重量为60%。

图5.（a）pH、（b）温度和（c）无机阴离子对CIP去除的影响。反应条件：[CIP]=10mg·L-1，[PMS]=0.1mM，催化剂=0.4g·L-1，阴离子=10mM，如果不强调，T=30℃，pH未调整。

图6.（a）CIP在各种清除剂存在下的降解情况；（b）记录的不同活化体系中的EPR光谱：（1）ZIF-65/PAN/PMS/TEMP，（2）ZIF-65/PAN/PMS/CIP/TEMP，（3）ZIF-65/PAN/PMS/DMPO，（4）ZIF-65/PAN/PMS/CIP/DMPO。反应条件：[CIP]=10mg·L-1，[PMS]=0.5mM，催化剂=2g·L-1，T=30℃，环境pH。[DMPO]=88mM，[TEMP]=60mM，[MeOH]=100mM，[TBA]=100mM，[pBQ]=0.5mM，[FFA]=20mM，[L-组氨酸]=10mM。

图7.ZIF-65/PAN活化PMS对CIP的可能降解途径。

图8.原始和使用过的ZIF-65/PAN中Zn2p的高分辨率XPS光谱。

图9.ZIF-65/PAN/PS体系可能涉及的反应机理。