过氧化物微调控铜铈双反应中心催化剂诱发氧活化驱动水净化
方谦1
杨东旋1
孙英涛1
付紫薇2
吴沅忠2
曹文锐3
胡春1
吕来4
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,广东 广州 5100062.广州大学环境科学与工程学院,广东 广州 5100063.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,广东 广州 510006;香港城市大学化学系,香港 9990774.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,广东 广州 510006;广州大学环境科学与工程学院,广东 广州 510006
摘要：水中难降解有机污染物结构稳定且具有生物毒性,严重威胁水生态安全和人类健康.传统水处理工艺往往需要依靠大量外部能源和氧化剂来实现污染物的降解,这成为水净化难点.本文提出通过一种表面电子非均匀分布的铜铈氧化物双反应中心(Dual Reaction Centers,DRCs)催化剂(CCO)与微量诱发剂作用驱动水中内源物质能量利用创新策略实现低能耗水净化.结构表征和密度泛函理论(DFT)计算证实,Cu—O—Ce键桥的形成诱发表面电子极化分布,从而提高了催化活性.在微量过一硫酸盐(PMS)调控下,在5 min内CCO体系即可实现多种难降解有机污染物(如酸性橙7和环丙沙星等)100％去除,且在宽pH范围(3～11)及复杂阴离子共存条件下均表现出优异的适应性和稳定性.对于实际餐厨废水,CCO体系仍能在5 min内实现快速净化.结果表明,微量PMS能够诱发水中惰性溶解氧(DO)在CCO表面富电子中心"1电子"定向微活化,驱动污染物在贫电子中心供电子裂解,有效提升体系中污染物能量的利用,避免了 DO多电子还原过程中电子和能量的损耗,为开发低碳、高效的水处理技术提供了新思路.
关键词：过氧化物微调控双反应中心溶解氧活化低消耗水净化
分类号：X703(一般性问题)
资助基金：广东省重点领域研发计划项目(2023B0101200004)国家自然科学基金(52470069)广州大学研究生创新能力培养资助计划(JCCX2024-058)
论文发表日期：2025-02-27
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：10( 135-144 )
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