芬顿技术和类芬顿技术在环境修复方面的应用长期以来备受关注,但污染物在反应过程中的转化和最终形态却很少被深入研究。
2025年2月28日,华东理工大学邢明阳在国际顶级期刊Nature Water发表题为《Organic carbon transfer process in advanced oxidation systems for water clean-up》的研究论文,陈撰为论文第一作者,邢明阳为论文通讯作者。
邢明阳,华东理工大学教授,国家杰青(2023),国家优青(2018),国家重点研发计划青年项目获得者(2016)。2006年本科毕业于山东省潍坊学院,2012年博士毕业于华东理工大学(导师:张金龙教授);2015-2016年在美国“University of California, Riverside”访学1年,合作导师:Yadong Yin教授;2012年至今,受聘华东理工大学,先后任讲师、副教授、教授(2019)。
邢明阳教授的主要研究领域为芬顿、压电催化、纳米光催化等高级氧化与还原技术在环境污染控制领域的基础与应用研究。目前共发表SCI论文150余篇,被引用17700余次,以第一/通讯作者在Nature Water、PNAS、Nat. Commun.、CHEM、Angew、JACS、ES&T、Sci. Bull.、Chem. Soc. Rev.等国内外高水平期刊上发表论文127篇。
在本文中,作者报道了一种在类芬顿反应中的污染物转化过程,即有机碳转移过程(OCTP)。
与之前报道的用于处理有机废水的芬顿反应相比,OCTP非常不同,并且在反应系统中被广泛观察到。
在OCTP过程中,随着氧化的进行和污染物衍生物的相互作用,污染物的极性发生变化,并且污染物主要聚集在催化剂表面。
OCTP过程在各种废水类型的降解中都会发生,甚至在工业废水处理中,OCTP在催化剂表面积累的物质总量中的占比也高达90.1%。
对OCTP的深入研究在一定程度上揭示了反应过程中多相催化剂失活的主要原因,并为今后研究多相催化体系提供了新的研究方向。
综上,本文研究了在类芬顿反应中污染物转化过程中的“有机碳转移过程”(OCTP),揭示了在多相催化体系中,部分氧化的污染物会因极性变化而聚集在催化剂表面,导致催化剂失活。研究通过实验和理论分析,探讨了OCTP的发生机制及其对催化剂性能的影响。
该研究揭示了类芬顿反应中污染物转化的普遍现象——OCTP,并提出了通过调节催化剂极性来优化反应效率和提高催化剂稳定性的方法。
这一发现不仅为理解多相催化体系中催化剂失活机制提供了新视角,还为水处理技术的优化提供了理论依据。通过增强OCTP,可以有效去除水中的有机污染物,降低化学需氧量(COD),同时通过减少OCTP的发生,可以提高催化剂的长期稳定性。
该研究为开发高效、经济的水污染治理技术提供了新的思路,尤其在处理工业废水和难降解有机污染物方面具有广阔的应用前景。
Chen, Z., Wang, J., Yang, B. et al. Organic carbon transfer process in advanced oxidation systems for water clean-up. Nat. Water (2025).