二元金属電気触媒は、協調効果によりネオニコチノイド系殺虫剤の高効率分解を触媒することができるが、金属ナノ粒子の凝集により活性部位が減少し、その応用は制限されている。帯電紡糸を利用して金属種をナノファイバーに固定し、さらに熱処理により金属酸化物と炭素繊維の現場結合を実現し、炭素繊維に固定された鉄・マンガン二元金属電気触媒（FM@N-CNF）を成功裏に構築した。金属酸化物の平均粒径はわずか6 nmである。電気化学的特性評価は、FM@N-CNFが単一金属より優れた電気化学活性表面積と電子伝達能力を持つことを確認した。FM@N-CNFを陰極材料として、-0.5 V vs. SCEの電圧下で90分以内にチアクロプリドを完全に分解でき、10回のサイクルでも分解率は80%以上であった。汚染物質濃度5〜100 mg/L、pH値3〜11、及び一般的な無機塩共存条件下でFM@N-CNFは良好な耐性を示した。消光実験および電子常磁性共鳴スペクトルの結果は、主要な活性酸素種が¹O₂であることを一貫して証明した。液相クロマトグラフィー-質量分析により、チアクロプリドの分解過程は主にカルボキシル化およびカルボニル化反応を含むことが示された。

二元金属酸化物;帯電紡糸;電気触媒;チアクロプリド;一重項酸素