EPR Evidence for Mechanistic Diversity of Cu(II)/Peroxygen Oxidation Systems by Tracing the Origin of DMPO Spin Adducts

论文标题：EPR Evidence for Mechanistic Diversity of Cu(II)/Peroxygen Oxidation Systems by Tracing the Origin of DMPO Spin Adducts
论文作者： Lingli Wang, Yu Fu, Qingchao Li, Zhaohui Wang*

文章简介：
    高级氧化技术（AOPs）产生的高活性自由基能有效去除难降解有机污染物、氧化As(III)、灭活致病微生物等。过氧化氢（H2O2）、过一硫酸盐（PMS）和过二硫酸盐（PDS）是常见的自由基前驱体，可以通过Fe、Cu和Co等过渡金属离子活化产生高活性SO4•−或•OH。鉴于铜的低毒性和宽的pH适应性，它被认为是一种有潜力的AOPs催化剂，但文献中关于铜诱导的H2O2/PMS/PDS-AOPs体系中活性物种生成机理存在较大争议。
    电子顺磁共振波谱法（EPR）是一种可鉴定高级氧化过程中活性物种的常见方法。AOPs体系生成的瞬态自由基可被自旋捕获剂捕获，生成较稳定的自旋加合物，才可能被EPR检测到信号。5,5-二甲基-l-吡咯啉-N-氧化物（DMPO）是一种常见的自旋捕获剂，已广泛应用于自由基鉴定，特别是对O2•−、烷氧基（RO•）、SO4•−和•OH等含氧中心自由基具有较强的捕获能力。文献中对EPR信号的归属经常存在一些误判或争议，详尽内容请参见我们最近的一篇综述论文（Wang et al., Journal of Hazardous Materials, 2021, 408, 124436）。DMPO加合物识别过程中可能存在的归属错误或检测到假阳性信号可能会使铜基AOPs的机理解释更加复杂。类似地，在其它AOPs中自由基信号的解读也可能存在同样的问题。本研究利用DMPO为自旋捕获剂，在不同的反应时间和pH值下，检测了Cu(II)和Cu(II)介导的H2O2、PMS或PDS均相/异相体系中产生的EPR信号。通过甲醇淬灭和17O同位素标记等方法追踪检测到的EPR信号来源，提出了DMPO-OH可能的多种生成机制。

全文链接地址： https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.2c00459
该论文发表在SCI一区TOP期刊《环境科学与技术》(Environmental Science and Technology)(影响因子9.028)上，我院博士研究生王玲利为该论文第一作者，王兆慧研究员为通讯作者。