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武汉家教:武汉大学彭创教授课题组绿色高档氧化技术失掉停顿

发表日期:2021-8-20 作者:武汉大学家教网 电话:170-9270-2050

克日,PNA S美国科学院院报》线发表了本钱与环境科学学院彭创教授课题组绿色高档氧化技术最新研究功效,该研究仅操纵氛围和电能来实现基于安闲基的高档氧化,为基于绿色化学的沾染控制供应了新思路。

论文题为“SustainandFeasiblReagent-freElectro-FentonviaSequentiDual-cathodElectrocatalysi双阴极勾通电催化实现绿色可行的无试剂电芬顿》本钱与环境科学学院2018级硕士研究生王佳蓓为第一作者,论文由彭创课题组独立实现,武汉大学为该论文唯一单元。

芬顿试剂把持强氧化性的羟基安闲基实现对有机沾染物的无决定性降解,姑且由基存在时辰极短,预防因氧化剂造成的二次污染。但是老例芬顿技术需投加大量过氧化氢(H2O2与二价铁,不仅老本奋发,而且残留的铁剂必要计划外工艺履行去除。电芬顿技术可通过原位电催化回复复兴氧气产生过氧化氢,或实现二价铁离子的再生以降低其用量。前期研究表白,过氧化氢也可以或许通过电催化实现一电子回复复兴转化为羟基安闲基。然则该反应与氧气的二电子回复复兴反应对电极材料和反应电位均有不同的请求,是以在同一电极一步回复复兴氧气得到羟基安闲基并不现实。

基于前期钻研,采用电化学堆积在碳布负载聚(3,4-乙烯二氧噻吩)PEDOT作为阴极,可实现电子转移数约为2.5电流效率为88.7%高效生成过氧化氢;两小时得到浓度为243.1mg/L过氧化氢水溶液,能耗仅为4.7kWh/kgH2O2天生的过氧化氢可在第二阴极—不锈钢网上进一步电回复复兴产生羟基安闲基,通过电子顺磁共振与荧光光谱法验证了安闲基的来历。降解实施证明该方法产生的羟基安闲基可同步实现有机染料的脱色与TOC去除。

该工艺采用催化庖代化学药剂,仅把持氛围与电能即可实现沾染物的降解,适合绿色化学的准则。另外此工艺的实际操纵可行性强:其电极采用廉价且易于规模化生产的成熟商业资料,长久运行可靠性强,能耗与现有电芬顿技术相当,可实现难降解有机沾染物盐酸四环素与双酚A去除,无金属离子溶出,所产生的过氧化氢也可用于基于紫外光的光芬顿高级氧化。

论文也体现了作者在科学哲学方面的思虑,正式提出“诉诸纳米”这一逻辑谬误,并表达了对其在相关领域研究所产生不和影响的担心。