環(huán)境室在非均相類芬頓催化材料領域取得研究進展

近日，環(huán)境室在針對水體中難降解抗生素去除的非均相類芬頓催化材料開發(fā)方面取得新進展。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復合材料在廣泛pH范圍內(nèi)活化過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)境室馬宇輝高級工程師和天津大學海洋科學與技術(shù)學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到LMH，對人類健康和生態(tài)環(huán)境安全構(gòu)成潛在威脅。因此，迫切需要開發(fā)一種高效的處理工藝來去除水生環(huán)境中的LMH。

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

針對上述難題，環(huán)境室將鈷/鐵復合材料與滸苔生物炭進行復合，通過調(diào)節(jié)催化劑的等電點以提高催化劑對活化劑或污染物的吸附能力進而拓展催化劑的pH適用范圍，同時為海洋生物質(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/滸苔生物炭復合催化劑在pH=3~11的范圍內(nèi)對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。本研究為針對水中難降解有機物去除的非均相催化材料的研發(fā)提供了新的思路。

本研究得到了國家自然科學基金、國家重點研發(fā)計劃、中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務專項資金（重點團隊、博士啟動基金）等項目的資助。

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