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H_2O_2协助铜基催化剂激发新污染物表面裂解性能与供电子机制

收稿日期：2022-11-28 修回日期：2023-01-23 刊出日期：2023-04-24

DOI:10.20078/ j.eep.20230206

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    摘要：源头水中存在着有毒的新污染物(ECs)和无毒的溶解性有机质(DOM)，如何低耗高效地优先去除ECs是源头水深度净化的关键。 为突破这一瓶颈，本研究将Cu、Al金属物种原位调控为具有表面贫富电子微区的双反应中心(DRCs) 催化剂(CA-CN... 展开+
    摘要：

    源头水中存在着有毒的新污染物(ECs)和无毒的溶解性有机质(DOM)，如何低耗高效地优先去除ECs是源头水深度净化的关键。 为突破这一瓶颈，本研究将Cu、Al金属物种原位调控为具有表面贫富电子微区的双反应中心(DRCs) 催化剂(CA-CN)，并将其应用于去除水中微量ECs。研究表明：在微量 H_2O_2的协助下，CA-CN 对于多种微量新污染物都具有优异的降解性能，尤其是对于双酚A，在5 min内就可实现超80%的去除率；在配置了微量ECs的实际源头水体中实现了ECs的优先去除；一系列表征技术发现污染物作为电子供体通过π-π结构与催化剂表面的缺电子中心发生界面作用并传递电子，电子通过催化剂表面的 C—O—M(金属物种)键桥传递至富电子中心，并活化吸附在此的过氧化氢和溶解氧；过氧化氢在整个过程中更重要的作用是触发降解ECs的链式反应。这些发现突破了传统源头水净化的瓶颈问题，为开发新型高效、低耗水净化工艺提供了方向。

    收起-

    作者：

    • 孙英涛1
    • 林业泓1
    • 蔡璇英3
    • 张致泰3
    • 张发根3
    • 胡春1
    • 吕来1,2,*

    作者简介

    作者简介：孙英涛（1997—），男，河南安阳人，硕士研究生，研究方向为高效低耗新型高级氧化水处理技术。E-mail:2112004006@e.gzhu.edu.cn
    通讯作者：吕来（1989—），男，重庆人，教授，研究方向为高效低耗新型高级氧化水处理技术。E-mail:lyulai@gzhu.edu.cn

    单位

    • 1. 广州大学 大湾区环境研究院 珠江三角洲水质安全与保护教育部重点实验室
    • 2. 广州大学 乡村振兴研究院
    • 3. 广州大学 环境科学与工程学院

    关键字

    • 双反应中心
    • 微量
    • H2O2协助
    • 优先去除
    • ECs
    • 污染物供电子效应
    • 溶解氧活化

    基金项目

    国家自然科学基金-优秀青年科学基金项目(52122009);国家自然科学基金-面上项目(52070046)

    引用格式

    孙英涛, 林业泓, 蔡璇英, 等. H_2O_2协助铜基催化剂激发新污染物表面裂解性能与供电子机制[J]. 能源环境保护, 2023, 37(2): 187-195.

    SUN Yingtao, LIN Yehong, CAI Xuanying, et al. Surface cleavage and electron donation mechanism of emerging contaminants excited by H_2O_2 assisted Cu-based catalyst[J]. Energy Environmental Protection, 2023, 37(2):187-195.

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