能源與動力工程學院
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                            徐樂瑾課題組研究成果在《Applied Catalysis B: Environmental》發表

                            發布日期:2019-09-03    作者:     來源:     點擊:

                            8月10日,環境領域權威期刊《Applied Catalysis B: Environmental》(影響因子14.229)在線刊發了我院徐樂瑾課題組的最新研究成果。論文題目為 《三維石墨烯包裹納米零價鐵催化劑驅動氧形成類Fenton體系吸附和氧化磺胺嘧啶》(Adsorption and degradation of sulfadiazine over nanoscale zero-valent iron encapsulated in three-dimensional graphene network through oxygen-driven heterogeneous Fenton-like reactions)。我校為第一完成單位,論文第一作者是能源學院的博士生楊雨佳,通訊作者是徐樂瑾副教授。

                            近年來,抗生素濫用現象普遍,而使用抗生素引發的水體污染已成為水環境亟待解決的問題之一。在廢水處理中,鐵基非均相類Fenton催化劑已顯示出巨大的潛力,但是關于吸附、還原和氧化機理的研究仍然具有挑戰性。本文制備了一種三維石墨烯包裹納米零價鐵(3D-GN@nZVI)的類芬頓催化劑,并利用其實現了對水體中磺胺類抗生素——磺胺嘧啶的高效去除。通過ORR電化學實驗分析表明3D-GN@nZVI具有良好的氧還原催化活性。結合FTIR、DFT模擬計算以及XPS表征結果顯示,在不額外添加雙氧水的情況下,3D-GN@nZVI去除水體中磺胺嘧啶的主要機理是通過活化水體中的溶解氧,原位生成羥基自由基等活性基團降解磺胺嘧啶。反應過程中nZVI提供電子活化溶解氧的同時,其表面形成的Fe(II)為反應提供了大量的吸附活性位點,使磺胺嘧啶及其降解的中間產物通過與Fe(II)之間的吸附、絡合等作用進一步從水體中去除。本研究可為發展高效的納米零價鐵復合凈水材料提供參考依據。

                            反應機理圖:

                            該工作得到了國家自然科學基金項目的資助。


                            論文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2019.118057


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