抗生素的普遍使用和不当处置间接将其痕迹引入了水和土壤环境 [1], [2]。甲硝唑（MNZ）具有强大的抗厌氧作用，常用于生物医学、农业、畜牧以及水产养殖等领域 [2], [3]。由于其广泛的应用，MNZ 在河流、地下水、土壤尤其是城市废水中都以 ng/L（ng/kg）的水平被检测到 [2], [3], [4], [5]。MNZ 在水环境中的富集对人类构成了危害和潜在威胁，因为它对生物体和生态系统具有致癌、致突变和遗传毒性 [1], [2]。然而，由于其稳定的化学结构，MNZ 很难通过常规生物降解或紫外线辐射去除 [1], [5]。目前，已采用吸附 [2]、氯化消毒 [6]、紫外光耦合氯化消毒 [5]、光催化 [1]、芬顿氧化 [7] 和过硫酸盐氧化 [8], [9] 等方法去除 MNZ，而 advanced oxidation 工艺已被证明是去除 MNZ 的有效水处理技术。
与芬顿 advanced oxidation 系统相比，基于亚硫酸盐的 advanced oxidation 系统能够产生硫酸根自由基（）和羟基自由基（），这在有机物降解方面更具优势。与过硫酸盐和过一硫酸盐相比，亚硫酸盐具有资源丰富、成本低、生态毒性低等优点，因此作为基于硫-氧自由基的 advanced oxidation 技术中的自由基生成前体受到了越来越多的关注 [10], [11]。亚硫酸盐可以通过均相或非均相过渡金属（如铁 [12], [13]、铜 [14], [15], [16]、钴 [17], [18]、锰 [19], [20] 等）通过电子转移有效活化。在各种过渡金属中，铜在碱性条件下能够高效活化亚硫酸盐，同时具有更宽的 pH 适应范围、较低的毒性和较低的成本 [14], [15], [16]。
在实际应用中，尽管均相铜活化亚硫酸盐具有高效的优势，但铜以离子形式回收以及狭窄的 pH 范围限制了其应用 [21], [22]。因此，更倾向于使用基于铜的异相催化剂来活化亚硫酸盐，例如氧化铜 [14]、硫化铜 [23]、铁氧铜 [24]、硅酸铜 [25] 等，这些催化剂可以在较宽的 pH 范围（6.8～11）内有效活化亚硫酸盐。为了进一步提高异相铜的催化性能，研究人员通常增加催化剂的表面积以增强铜的利用率，例如通过氧化铝支撑铜来开发多孔结构 [14]、在二氧化硅结构上负载铜 [25], [26], [27], [28]、制备铜 MOFs 材料 [24], [29], [30], [31] 等。然而，对于这些催化剂，仍需要更高的催化剂用量 [14], [30] 和更窄的 pH 适应范围 [25], [26] 来进一步改进。
在许多支撑材料中，氨基粘土（AC）由于其独特的表面性质和结构以及高水分散性和生物亲和力，是一种有前景且合适的材料选择，已被应用于药物传输、纳米酶、有机合成等领域 [32], [33], [34], [35]。在水处理中，AC 已被用作光催化剂和芬顿催化剂的载体，例如用镁制备的氨基粘土（MgAC）提高了负载 TiO2 的分散性，从而增强了光催化性能 [36]；用铁制备的氨基粘土（FeAC）与石墨烯结合，能够在中性条件下活化过氧化物 [37]；通过在 MgAC 上负载纳米零价铁，抑制了纳米零价铁的聚集，显著提高了 Cr(IV) 的去除效率 [38] 等。然而，AC 在 advanced oxidation 技术中的应用还不够充分。基于 AC 在现有应用中的特性，如更宽的 pH 适用范围、高水分散性、较小的粒径和稳定的化学结构，我们认为用铜制备的 AC 可以提高活性催化位点的分散性，并增强亚硫酸盐 advanced oxidation 系统中的 pH 适应能力。
在本研究中，通过简单的制备方法使用铜作为金属中心和 3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES）作为粘土配体合成了铜基氨基粘土（CuAC），并用 CuAC 活化亚硫酸盐来降解甲硝唑（MNZ）。本研究的主要目标是：（1）分析合成的 CuAC 的化学结构；（2）研究 CuAC-亚硫酸盐系统降解 MNZ 的性能；（3）探讨 CuAC 活化亚硫酸盐的机制；（4）评估 CuAC 的再利用性能和稳定性。
