近日，北京市农林科学院水产所在环境科学与生态学领域国际权威期刊Water Research（中科院1区 TOP期刊，IF=12.4），在线发表题为“Interface manipulation of d-band center by single-atom iron cathodic electroactive membrane to boost molecular oxygen activation for antibiotics removal in pharmaceutical tailwater”的研究论文。
抗生素作为抗菌活性药物，被广泛应用于治疗人类和动物的细菌感染，由于其在人体和动物体内的吸收率仅为30%，残留的抗生素成为尾水中主要的新污染物源，其造成的潜在环境风险已引起了全球的关注。电化学氧化技术作为处理尾水中抗生素的重要技术之一，具有高效环保、操作简单、集成化强的优势，在尾水处理领域具有良好的应用前景，然而，该技术受限于电极界面反应物传质效率低、活性物种接触不充分等问题，导致其降解效率降低、电能能耗增加。电活性膜水处理技术协同发挥电极和过滤器的双重作用，通过原位电芬顿氧化耦合膜分离技术大幅提升反应物的传质效率，实现抗生素快速高效去除，受到研究者们广泛的关注。目前研究报道的电活性膜水处理技术在去除尾水中抗生素存在催化活性低、导电性与稳定性差等问题，制约该技术的发展应用。
本研究团队构建了磷、硫原子共掺杂的单原子铁阴极电活性膜水处理技术，通过调节膜界面单原子铁的d带中心，大幅降低金属离子浸出，实现精准调控分子氧活化的反应路径，促进活性物种的大量生成。相比于铁纳米颗粒电活性膜，单原子铁阴极电活性膜对抗生素的降解动力学速率常数提升1-2个数量级，电荷转移速率达10.69×10-3cm/s，并具有优异的宽pH适用性与长期稳定性，兼具膜自清洁功能，有效缓解膜污染现象。该项研究为研发高效、稳定、经济的电化学氧化技术提供了新的见解，为有效去除尾水中抗生素提供了新的技术支撑。
水产所为本论文第一单位，任睿君博士为论文第一作者，北京林业大学齐飞教授为论文通讯作者，该研究受到北京市农林科学院探索项目（TSXM202516）、国家自然科学基金面上项目（52370064）等项目支持。
全文链接：https://doi.org/10.1016/j.watres.2026.125817
日期：2026-04-13
