含有氟喹诺酮类抗生素的废水处理是长期且日益严峻的社会发展挑战，因此需要开发环境友好且高效的水净化技术[1]、[2]。在这种背景下，高级氧化过程（AOPs）因其在分解和矿化有机污染物方面的关键作用而受到广泛关注，从而减少环境污染[3]、[4]。开发具有高活性、选择性和优异稳定性的高性能催化剂以满足快速增长的处理需求至关重要。大量研究产生了各种催化剂系统，如单原子催化剂[5]、双金属单原子催化剂[6]以及金属氧化物/硫化物[7]、[8]。除了催化剂驱动的活化外，光催化作为一种强大的策略也出现了，它利用光诱导的电荷载体生成活性氧物种以实现高效污染物降解[9]、[10]。人们普遍认为，催化剂的元素组成和晶体结构对其催化性能有显著影响[11]。因此，开发更先进的催化剂尤为紧迫，通过精确控制微观结构优化催化性能为研究开辟了广阔机遇。
高熵氧化物（HEOs）在Fenton反应、过硫酸盐（PS）活性化和湿氧化等AOPs领域展现出革命性潜力，这得益于其独特的多组分协同效应、晶格畸变诱导的活性增强以及优异的化学稳定性[2]、[12]、[13]。它们的核心优势在于多活性位点的协同机制，突破了传统单一/双金属氧化物的局限性。通过灵活组合五种或更多过渡金属（如Fe、Co、Ni、Mn、Cu），HEOs表面可以同时支持多个价态金属位点（如Fe2+/Fe3+或Co2+/Co3+），显著加速氧化剂（过氧化氢（H2O2）、PS）的电子转移循环，并提高自由基和非自由基途径的生成效率[2]、[14]。氧空位的晶格应变调节——高熵诱导的晶格畸变将氧空位浓度提高到传统氧化物的3–8倍，加速污染物吸附和电子转移。晶格畸变和熵稳定效应使高熵氧化物具有独特的抗溶解性，解决了均相催化剂中金属泄漏导致的二次污染问题；同时，晶格应变调整了d带的中心位置，优化了氧空位的浓度，并促进了PS的解离以生成活性物质[15]。然而，其制备仍然严重依赖高纯度金属盐前驱体（如硝酸盐和乙酰丙酮酸盐），且几乎没有回收废资源的方法，这与绿色化学的原则存在显著矛盾。
红泥（RM）是在氧化铝工业生产过程中产生的强碱性固体废物，其特点是含有高量的氧化铁和红色[16]。RM的高碱度和细小颗粒尺寸极大地限制了其在各领域的回收和利用，全球综合利用率通常低于10%[17]。其广泛的储存量和潜在危险性不容忽视，因此促进其资源化利用迫在眉睫。由于含有丰富的金属氧化物（如铁、铝、钛）以及独特的物理和化学性质（如多孔结构、碱度、表面活性），它在催化剂制备中显示出巨大的资源利用潜力，成为减少环境负担和创造价值的关键方向[18]。探索“以废治废”的路径对于将RM从“环境负担”转变为“城市矿产”具有重要意义，这符合绿色和可持续发展的目标。
为了解决处理含氟喹诺酮类抗生素废水的技术瓶颈以及实现RM资源化利用的需求，本研究提出使用RM作为构建高熵二氧化硅（HESOs）催化剂的核心原料，以实现高效的过硫酸盐活性化和氟喹诺酮类抗生素的深度矿化。具体而言，通过化学共沉淀和烧结结合的方法制备了纳米棒状固溶体HESOs -(FeCoNiAlSi)Ox。随着烧结温度的升高，纳米棒逐渐变细，在900°C时最终形成了纳米线。所获得的HESOs纳米线被用于活化过一硫酸盐（PMS）以降解喹诺酮类抗生素。我们建议使用Kelvin探针力显微镜（KPFM）精确测量催化剂表面功函数的变化，从而分析HESOs中缺陷和氧空位赋予的活化能力。这为HESOs与PMS之间的电子转移机制提供了直接的证据。系统研究了HESOs活化PMS在降解左氧氟沙星方面的效率和机理，并考察了环境影响因素，以探索其在尾水处理系统中的应用潜力。
