【中國科學報】生物質轉化鈣單原子增強類芬頓氧化效率研究獲進展(2025.5.13)
文章來源:中國科學報 朱漢斌 | 發(fā)布時間:2025-05-15 | 【打印】 【關閉】
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近日,中國科學院廣州能源研究所城鄉(xiāng)礦山集成技術科研團隊在國家自然科學基金面上項目和廣東省自然科學基金面上項目的資助下,在生物質轉化鈣單原子增強類芬頓氧化效率方面取得新進展。相關成果發(fā)表于《應用催化B:環(huán)境與能源》(Applied Catalysis B: Environment and Energy)。
Ca-Nx位點和Fe位點協(xié)同實現(xiàn)TCEP降解示意圖。研究團隊供圖
新能源器件解構過程往往伴隨大量阻燃劑、塑化劑、全氟化合物等二次污染的發(fā)生。典型氯代有機磷阻燃劑磷酸三(2-氯乙基)酯(TCEP)具有化學穩(wěn)定、長距離遷移、致突變性等性質,現(xiàn)有的吸附技術和光催化技術難以將其完全降解和低能耗修復?;谶^二硫酸鹽活化的類芬頓催化技術已經廣泛用于難降解污染物的去除,但仍存在活性位點聚集、傳質效率低等瓶頸。在資源循環(huán)和節(jié)能環(huán)保的背景下,亟需開發(fā)新的綠色技術應對二次污染(如TCEP污染)。
針對上述問題,研究團隊提出將富含鈣、氮元素的廢棄蝦殼生物質轉化為兼具高比表面積和Ca-Nx位點的多孔生物炭載體材料,實現(xiàn)納米零價鐵的均勻分散負載和TCEP的快速吸附。結果表明,研制的鈣單原子生物炭負載納米零價鐵復合材料,通過TCEP吸附和過二硫酸鹽活化的協(xié)同作用實現(xiàn)了TCEP的高效去除;Ca-Nx位點對TCEP具有較高的吸附能,高于Nx位點的10倍;Fe位點將過二硫酸鹽活化為表面鍵合的羥基自由基,通過C-O鍵斷裂和C-Cl鍵羥基化途徑完全去除TCEP,且在連續(xù)流動反應柱中運行72小時零檢出。
論文通訊作者、中國科學院廣州能源研究所研究員李良忠表示,該研究為鈣單原子應用和TCEP污染修復提供了理論與技術見解。
相關論文信息:https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2025.125056
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