中国科学院生态环境研究中心水质学国家重点实验室俞文正课题组在Fe-N-C纳米氧化酶用于地表水中天然有机物的氧化去除研究中取得新进展，成果于近日在线发表于Water Research。

纳米酶在工业、医疗和环境等领域具有巨大的应用潜力，但是从未直接用于地表水处理工艺。Fe-N-C纳米氧化酶是近年来新发现的一种过渡金属纳米酶，不仅具有较高的催化性能，同时制备成本远低于贵金属纳米酶，在酸碱环境下的稳定性则远高于过渡金属氧化物纳米酶。本研究使用普鲁士蓝为前体制备的Fe-N-C纳米氧化酶作为研究对象，对其中性条件下对天然有机物的催化性能和催化机理进行了研究。

研究表明，该Fe-N-C纳米氧化酶能够催化水中的溶解氧对水中天然有机物进行氧化去除，特别是对腐殖质具有较好的去除效果。对于不能完全氧化的物质，则能够通过氧化使其断裂并增加其含氧基团数量，生成亲水性小分子。对Fe-N-C纳米氧化酶催化机理的研究表明，Fe-N-C纳米氧化酶在氧化过程中并非通过自由基反应或者通过氧化原反应形成的氧化电位对有机物进行氧化，而是通过一种类似于Pt催化剂的全新反应机理进行，即Fe-N-C位点和溶解氧结合形成的高活性H*OO-Fe结构对有机物进行氧化。上述反应机理对Fe-N-C纳米氧化酶的研究具有重要贡献。

该研究表明，Fe-N-C纳米氧化酶能够在不添加人工氧化剂、仅需空气曝气的情况下，利用水中溶解氧对天然有机物进行氧化去除，同时不产生活性氧，因此在水处理领域具有极大的应用潜力和研究价值，制得进一步关注与研究。本论文第一作者为博士后杨涵焜。

本研究得到国家海外人才计划的支持。

文章链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0043135420300270