環(huán)境室在非均相類芬頓催化材料領(lǐng)域取得研究進(jìn)展

近日，環(huán)境室在針對(duì)水體中難降解抗生素去除的非均相類芬頓催化材料開(kāi)發(fā)方面取得新進(jìn)展。研究成果以“Activation   of  peroxymonosulfate  by   an  Enteromorpha    prolifera   derived  biochar  supported  CoFe2O4  catalyst  for  highly  efficient  lomefloxacin  hydrochloride  degradation  under  a  wide  pH  range”（滸苔生物炭/CoFe2O4復(fù)合材料在廣泛pH范圍內(nèi)活化過(guò)一硫酸鹽降解鹽酸洛美沙星）為題于2023年4月11日在線發(fā)表于工程技術(shù)領(lǐng)域知名期刊《Separation  and  Purification  Technology》（中科院1區(qū)Top期刊，IF=9.136）上（https://doi.org/10.1016/j.seppur.2023.123846）。 環(huán)境室王勛亮為該論文第一作者，環(huán)境室馬宇輝高級(jí)工程師和天津大學(xué)海洋科學(xué)與技術(shù)學(xué)院張辰副教授為該論文共同通訊作者。

鹽酸洛美沙星（LMH）作為一種氟喹諾酮類抗生素在治療各種細(xì)菌感染方面發(fā)揮著重要的作用， LMH在水中溶解度較高，其化學(xué)穩(wěn)定性較好，生物可降解性較差，在地表水、地下水甚至飲用水中都能檢測(cè)到LMH，對(duì)人類健康和生態(tài)環(huán)境安全構(gòu)成潛在威脅。因此，迫切需要開(kāi)發(fā)一種高效的處理工藝來(lái)去除水生環(huán)境中的LMH。

高級(jí)氧化技術(shù)（AOPs）被廣泛認(rèn)為是一種去除水中難降解有機(jī)物的有效方法?；阝?鐵氧化物納米材料的非均相高級(jí)氧化技術(shù)具有優(yōu)異的污染物降解性能和磁分離特性，但其相對(duì)較窄的pH適用范圍限制了其實(shí)際應(yīng)用。此外，鈷/鐵氧化物納米顆粒表面能較高，易發(fā)生團(tuán)聚現(xiàn)象，嚴(yán)重削弱了此類材料的催化性能。

針對(duì)上述難題，環(huán)境室將鈷/鐵復(fù)合材料與滸苔生物炭進(jìn)行復(fù)合，通過(guò)調(diào)節(jié)催化劑的等電點(diǎn)以提高催化劑對(duì)活化劑或污染物的吸附能力進(jìn)而拓展催化劑的pH適用范圍，同時(shí)為海洋生物質(zhì)綠潮滸苔的的資源化提供了可行的途徑。在該工作中，鈷/鐵氧化物/滸苔生物炭復(fù)合催化劑在pH=3~11的范圍內(nèi)對(duì)LMH展現(xiàn)了優(yōu)異的催化性能，且載體和活性成分之間存在顯著的協(xié)同作用。本研究為針對(duì)水中難降解有機(jī)物去除的非均相催化材料的研發(fā)提供了新的思路。

本研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、中央級(jí)公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)專項(xiàng)資金（重點(diǎn)團(tuán)隊(duì)、博士啟動(dòng)基金）等項(xiàng)目的資助。

圖. (a)復(fù)合材料SEM；(b)復(fù)合材料TEM；(c)復(fù)合材料VSM及磁分離性能；(d)復(fù)合材料pH耐受范圍；(e)三種材料Zeta電位；(f)三種材料礦化率。