近日，武汉理工大学资源与环境工程学院资源绿色高效分离与高值利用团队李育彪教授与南方科技大学环境学院陈洪研究员课题组合作，首次在环境化学领域，通过晶面工程调控阐明了晶界对催化剂净化抗生素废水的影响，为高效新污染物降解催化剂的设计提供了新的可能，这一成果以题目“Effective periodate activation by peculiar Cu2O nanocrystal for antibiotics degradation: The critical role of structure and underlying mechanism study”发表在国际顶级期刊APPLIED CATALYSIS B-ENVIRONMENTAL(IF=22.1)上，文章的第一作者为本院李育彪教授，本院吴晓勇副教授和南方科技大学陈洪研究员为共同通讯作者。

制药业、医疗业的发展产生了大量的抗生素废水，开发针对相关废水的处理技术已迫在眉睫。针对抗生素废水的处理，具有高效、清洁且可控性强等特点的高级氧化进程吸引了学者们的关注。在高级氧化进程对废水的处理技术中，通过晶面工程对催化剂的暴露晶面进行调控并提高催化剂活性是一种有效提升污染物降解效率的途径。然而，过去的报道多集中在研究晶面对氧化剂的活化作用，忽略了晶面间的晶界在氧化剂活化中所扮演的角色，相关机理尚需进一步研究。

本研究工作首次通过表面活性剂调控Cu2O单晶不同晶面生长时的表面能，成功合成了一系列{100}、{110}、{111}纯晶面暴露及{100}+{110}、{100}+{111}、{100}+{110}+{111}混合晶面共暴露的Cu2O，并用于模拟日光下活化高碘酸盐对四环素废水的降解。结果表明，{100}+{111}晶面共暴露的Cu2O可在5 min内降解88.90%的四环素（20 mg/L），且处理后排放的废水得到了极大程度的脱毒。通过活性对比试验验证了Cu2O对高碘酸盐的催化活性不仅与暴露晶面有关，相同/不同晶面间的晶界也对其催化活性起着不同程度的作用。各项表征及密度泛函理论计算共同揭示了{100}/{111}晶界具有更优的界面电子传输、电荷分离效率以及更强的高碘酸盐吸附，从而在模拟日光下高效诱导高碘酸盐的活化并实现四环素废水的净化。该研究工作首次揭示了晶界在高级氧化进程中所扮演的角色，并为高效的类芬顿反应催化剂设计提供了新的思路。