正文
图6：Mn(VII)/CAT体系中添加或不添加苯胺时o-BQ降解（a）和CAT消耗（b）的时间过程曲线。
图6（a）和（b）显示了Mn(VII)/CAT体系中o-BQ吸光度的变化，以及添加和不添加苯胺时Mn(VII)对CAT氧化的时间分布曲线。在引入Mn(VII)后，在CAT/Mn(VII)体系中观察到o-BQ在389 nm处的吸光度显著增加，同时在2 min内CAT浓度迅速下降。这些发现表明，当CAT被Mn(VII)氧化时，o-BQ作为中间体产生。如图6（a）所示，在两组Mn(VII)/CAT体系中，2 min后o-BQ逐渐降低。值得注意的是，不含苯胺的Mn(VII)/CAT体系中o-BQ的吸光度高于含苯胺的体系。此外，在没有苯胺的情况下，Mn(VII)/CAT体系在2 min后仍有少量的o-BQ继续产生，而随着苯胺的加入，o-BQ浓度逐渐下降。这一结果表明，o-BQ与苯胺发生了直接反应。
图7：苯胺和o-BQ加成产物的MS/MS谱图（a）；CAT存在下Mn(VII)降解苯胺的反应途径（b）。
如图7（a）所示，利用HPLC/ESI-QqQMS成功检测到m/z值为199.06的产物。通过对该产物的综合分析，以及对o-BQ降解的分光光度评估，可以推断o-BQ与苯胺之间可能发生了聚合反应。o-BQ属于一类环α，β-不饱和羰基，易受到亲核攻击，如来自胺类有机物。这种反应性可以用碳原子的高电子亲和性来解释。因此，迈克尔加成产物是由碳中间体的生成和随后的重排产生的。此外，苯胺的高亲核性，主要是由于它的氨基，促进了苯胺和o-BQ在本研究中的相互作用。因此，苯胺和o-BQ之间的亲核加成可能是Mn(VII)体系在加入CAT后对苯胺的去除率显著增加的原因。对上述产物的确认证实了苯胺通过迈克尔加成反应发生了转化。基于这些发现，得出CAT存在下Mn(VII)转化苯胺的反应机制（图7（b））。
本研究发现模型天然有机物（ABTS和HBT）和天然有机单体（CAT）可以显著增强Mn(VII)对苯胺的氧化。ABTS通过生成ABTS•+促进Mn(VII)对苯胺类化合物的氧化转化。酸性条件下ABTS•+与苯胺反应速率较慢，这归因于质子化芳香胺在酸性环境中的主导地位。部分ABTS•+会转化为碎片产物或与苯胺形成聚合物，表明反应过程中ABTS•+存在消耗。HBT存在时，Mn(VII)在酸性条件下对苯胺的去除率高于碱性条件。Mn(VII)/HBT体系中，通过部分可逆的单电子转移过程产生的自由基阳离子会与苯胺氨基反应形成聚合物。添加CAT显著提升了Mn(VII)初期对苯胺的氧化转化效率，但其促进作用随时间延长而减弱。值得注意的是，4-甲基儿茶酚（4mCAT）会抑制Mn(VII)对苯胺的去除。CAT的增强效应可能源于苯胺与邻苯醌（o-BQ）发生的迈克尔加成反应。通过CAT/Mn(VII)体系反应产物中锰的平均价态（3.13）证实了Mn(III)的生成。实验数据表明，CAT的添加通过邻苯醌与Mn(III)的协同作用强化了苯胺的降解过程。
作者介绍
第一作者：
秦雯，
副教授，硕士生导师。研究方向为饮用水消毒副产物生成与控制技术、生物活性炭技术、饮用水新污染物控制技术等，在国内外高水平学术期刊上发表论文50余篇，其中SCI论文40余篇，以第一作者/通讯作者在SCI期刊发表论文16篇，授权国家专利9项。现作为第一负责人主持项目5项，包括国家自然科学基金项目1项，广东省市基础与应用基础研究基金面上项目2项，广州市基础与应用基础研究项目1项，广东工业大学青年百人项目1项。担任Water Research、Journal of Hazardous Materials、Chemical Engineering Journal等多个SCI期刊审稿人。主讲水质工程学等专业课程，获广东省第七届高校（本科）青年教师教学大赛（工科组）二等奖，全国高等学校给排水科学与工程专业优秀教学观摩比赛青年组二等奖。
通讯作者：宋阳
，
副教授，硕士生导师。研究方向为饮用水化学氧化处理技术、污水深度处理与回用技术、消毒副产物生成与控制技术等，在国内外高水平学术期刊上发表论文
30
余篇，其中以第一作者在
Water Research
和
Environmental Science & Technology
等
TOP
期刊发表多篇论文。获得授权发明专利
5
项、实用新型专利
2
项。作为第一负责人主持科研项目
9
项，包括国家自然科学基金面上项目
1
项、国家自然科学基金青年项目
1
项、广东省基础与应用基础研究基金面上项目
3
项等。参与国家重点研发计划等项目。担任《中国给水排水》和《人民珠江》杂志青年编委，多个
SCI
期刊审稿人。荣获广东省第六届高校
(
本科
)
青年教师教学大赛
(
工科组
)
三等奖。
JHM家族期刊包括Journal of Hazardous Materials (JHM)，Journal of Hazardous Materials Letters (JHM Letters), 和Journal of Hazardous Materials Advances (JHMA)。三本期刊拥有相同的scope，侧重在环境危险物质的迁移，影响，检测，和去除。旗舰期刊JHM发表高水平科研和综述文章，JHM Letters完全开放获取，发表Letter-type科研和前沿综述文章（3000字限制，4副图/表），JHMA定位为中档开放获取期刊。
