環(huán)化學(xué)院江學(xué)頂、許偉城課題組在環(huán)境領(lǐng)域國際頂級期刊《Water Research》上發(fā)表論文

發(fā)表時間：2024-10-15

近日，我校江學(xué)頂副教授和許偉城副教授所帶研究生李帥在環(huán)境領(lǐng)域國際頂級期刊Water Research上發(fā)表題為“Unveiling Electron Transfer and Radical Transformation Pathways in Coupled Electrocatalysis and Persulfate Oxidation Reactions for Complex Pollutant Removal”的期刊論文。Water Research期刊為Nature index（自然指數(shù)）統(tǒng)計的最高水準(zhǔn)期刊之一，在環(huán)境生態(tài)領(lǐng)域具有廣泛影響力，是國際環(huán)境領(lǐng)域頂級期刊之一，屬于SCI一區(qū)Top期刊（中科院分區(qū)），最新影響因子11.4。佛山大學(xué)為第一單位。

利用電催化耦合過一硫酸鹽降解水中復(fù)雜有機(jī)污染物過程中，涉及到不同自由基與污染物的相互作用，揭示電催化、過一硫酸鹽與多組分污染物間的協(xié)同作用機(jī)理對于高效降解水中復(fù)雜污染物至關(guān)重要。本研究以活性炭布（ACC）為電極，對過一硫酸鹽（E/PMS）進(jìn)行電化學(xué)活化，同時降解甲硝唑（MNZ）和對氯苯胺（PCA）等混合污染物。在低電流密度和PMS濃度下，陰極和陽極可分別降解92.5%的MNZ和91.4%的PCA (30 min)。在E/PMS/MNZ(PCA)系統(tǒng)中同時去除MNZ和PCA的速率常數(shù)分別是單一PMS系統(tǒng)的118倍和6倍，是E/Na2SO4/MNZ(PCA)系統(tǒng)的2.5倍和1.6倍。在這項研究中，以ACC為電極的E/PMS工藝被證明是同時降解MNZ和PCA的一種新穎而有效的方法。MNZ通過陰極還原和ROS攻擊得到有效降解，而PCA的去除主要依賴于陽極氧化和電子傳遞。淬滅實驗、EPR分析和電化學(xué)研究證實，E/PMS/MNZ(PCA)體系中MNZ和PCA的降解主要通過非自由基途徑的作用。同時，最佳體系顯示出廣泛的pH適應(yīng)性、優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性、廣泛的適用性和低能耗特點。量子化學(xué)計算表明，氫鍵和范德華力是MNZ、PCA和PMS之間結(jié)合作用的主要分子間作用力。此外，MNZ-PMS復(fù)合物具有更高的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和更強(qiáng)的分子間相互作用。該研究進(jìn)一步闡明了污染物與電極材料在自由基和非自由基轉(zhuǎn)化方面的相互作用機(jī)理，為該系統(tǒng)在處理復(fù)雜廢水方面的應(yīng)用提供理論參考。

近年來，江學(xué)頂、許偉城課題組還在Chemical Engineering Journal、Journal of Hazardous Materials、Separation and Purification Technology、Environmental Pollution、Journal of Colloid and Interface Science等權(quán)威期刊以佛山大學(xué)為第一單位發(fā)表多篇高水平SCI收錄論文。

稿件來源：環(huán)境與化工學(xué)院

通訊員：許偉城 李帥