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【成果】博士后聶純陽、研究生戴振華在Water Research上發表學術論文
2019-09-08 09:00   審核人:   (閱讀)

近日c07彩票网平台,研究院博士后聶純陽、研究生戴振華在Water Research (IF2018 = 7.913)上發表了題為“Peroxydisulfate activation by positively polarized carbocatalyst for enhanced removal of aqueous organic pollutants”的學術論文。該工作通過理論計算結合實驗重點揭示了正極極化對提高多壁碳納米管(MWCNT)/PDS體系去除污染物能力的內在機制c07彩票网平台,提出了降解過程中的活性中間體的結構及評估了其對污染物的氧化能力;與中性MWCNT/PDS體系相比,MWCNT陽極/PDS體系對有機物污染物的去除率更高,穩定性更好,且消耗的電能很低c07彩票网平台。這項工作加深了水處理領域對炭基催化劑/PDS高級氧化體系的理解,為促進其實際應用提供了指導。


碳催化劑是一種能高效活化過硫酸鹽去除水中有機污染物的環境友好型非金屬催化劑,然而大部分碳催化劑是粉體狀,在實際應用時需要后續的分離過程,增加了工藝成本,另外大部分碳催化劑循環性能并不好c07彩票网平台,這限制了其實際應用c07彩票网平台。為了解決這些問題c07彩票网平台,課題組在前期的工作中發現c07彩票网平台,通過將多壁碳納米管(MWCNT)粉末催化劑與粘結劑結合在一起制備成電極并對其施加一個低的負電壓,能增強MWCNT對PDS的活化效率和苯胺去除率,并且MWCNT電極表現出很好的循環性能。為了進一步提高PDS的活化效率,該工作利用正極與過硫酸根離子(S2O82-)之間的庫倫吸引力,通過對MWCNT正極極化(MWCNT陽極)來進一步提高對PDS的活化效率實現高效去除有機污染物。通過理論計算結合實驗揭示了正極極化對提高MWCNT /PDS體系去除污染物能力的內在機制c07彩票网平台,提出了降解過程中的活性中間體的結構及評估了其對污染物的氧化能力:MWCNT陽極與S2O82-之間的吸附能大于中性MWCNT和MWCNT負極與S2O82-之間的吸附能,并且MWCNT陽極和MWCNT陰極對PDS的活化機理也不同,即正極極化能顯著拉長吸附在MWCNT表面的中間態S2O82-的S-O鍵并提高其氧化能力,而負極極化則顯著拉長吸附在MWCNT表面的中間態S2O82-的O-O鍵略微提高其氧化能力。與中性MWCNT/PDS體系相比,MWCNT陽極/PDS體系對有機物污染物的去除率更高c07彩票网平台,穩定性更好,且消耗的電能很低c07彩票网平台。


本研究受到國家自然科學基金(21806024,21607029,21777033,41415025),中國博士后科學基金(2017M622637),廣東省科技計劃項目(2017B020216003),廣東省教育廳創新團隊項目(2017KCXTD012)以及國家“青年千人”項目的支持。


論文鏈接https://doi.org/10.1016/j.watres.2019.115043


 

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