暨南大学环境学院朱明山团队在光耦合过硫酸盐氧化技术中取得新进展

发布者：环境与气候学院发布时间：2020-11-13浏览次数：1313

随着我国药品消费的不断增加，含有大量抗生类污染物的医药废水逐渐成为污水的重要来源之一(Environ. Pollut., 2019, 253, 100)。过硫酸盐氧化技术作为新兴的类芬顿反应之一，广泛应用于高浓度、难降解有机污染的处理。但是其原始反应速率较低，需要在额外能量如热、微波、紫外辐射等，或额外电子供体如过渡金属离子（Fe2+）等的参与下进行活化。然而额外能量带来较高的能耗，而传统的过渡金属离子会带来如铁泥的二次的污染等问题，迫使我们在实际的废水处理中需要探寻和结合不同活化方式，提高处理效率。

  

  

太阳光，一直被认为是一种取之不尽用之不竭的绿色清洁能源。近期暨南大学环境学院朱明山课题组结合光催化技术的优势，围绕界面电子调控微观机制在过硫酸盐氧化技术去除抗生素类的应用，取得了一系列重要进展。如利用Fe基MOF在光照下产生的光生电子原位还原结构性三价铁为二价铁，促进了Fe(III)/Fe(II)的有效循环，提升了基于Fe基MOF多相活化过硫酸盐效率（J. Hazardous Mater., 2020, 388, 121996）。进一步对CuBi2O4中的Bi(V)/Bi(III)和Cu(II)/Cu(I)和FeVO4 Fe(III)/Fe(II)和V(V/IV) 双金属的价态循环在光耦合过硫酸盐氧化抗生素类污染物过程中也进行了探究（Chem. Eng. J., 2020, 390, 12458、Chem. Eng. J., 2020, 403, 126384）。在前面多相活化过硫酸盐的基础上，近期利用抗生素类一般含有易于金属络合的官能团特征，利用污染物配体-金属电荷转移(LMCT)效应，在可见光的照射下，成功实现三价铁离子均相活化过硫酸盐过程，并且实现了长时间稳定催化反应，无铁泥产生。在自然光的照射下，对40L水体污染物，也可以迅速净化磺胺类抗生素污染物。该工作近期发表在Appl. Catal. B: Environ., 2021, 283, 119663。此外课题组何杰、张敏娴在本科生期间利用氮化碳和钨酸铜作为光催化剂提升光耦合过硫酸盐活化效率，分别作为第一作者在Chemosphere, 2020, 258, 127339和Chinese Chem. Lett., 2020, 31, 2721-2724发表相关研究论文。

在上述系列工作的基础上，近期，朱明山课题组对光在过硫酸盐氧化技术中的作用进行了深度总结，并以“What is the role of light in persulfate-based advanced oxidation for water treatment?”为题，撰写了总结性综述，发表在水处理行业TOP期刊Water Research（https://doi.org/10.1016/j.watres.2020.116627）上。

 

该研究工作得到了广东省环境污染与健康重点实验室的支持、国家自然科学基金、广东省自然科学杰出青年基金和暨南大学人才引进科研启动经费的资助。

相关论文链接：

  1. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0043135420311623

  2. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0926337320310808

  3. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0304389419319508

  4. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894720305738

  5. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894720325122

  6. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045653520315320

  7. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1001841720302783

  8. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0269749119314216