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光催化為協(xié)同去除六價鉻和有機污染物提供動力
發(fā)布日期： 2022-02-28 13:19:25 來源： 中國科學(xué)報

光催化為協(xié)同去除六價鉻(Cr(VI))和有機污染物提供了動力，但在污染物轉(zhuǎn)化過程中，鉻中間體的生成及其潛在的氧化性可能會被忽略。清華大學(xué)水質(zhì)與水生態(tài)中心副主任蘭華春團隊的最新研究揭示了鉻中間體在降解有機污染物中的關(guān)鍵作用，相關(guān)成果于2月25日發(fā)表在《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》上。

雙酚A(BPA)是一種有機化合物，曾被廣泛用于制造塑料奶瓶、飲料罐內(nèi)側(cè)涂層等。但BPA也會導(dǎo)致人類內(nèi)分泌失調(diào)、肥胖等，威脅著人們的健康，因此從2011年起，雙酚A被禁止用于嬰兒奶瓶生產(chǎn)。

目前，人們普遍利用光催化作用降解環(huán)境中的雙酚A。在本研究中，蘭華春團隊以石墨氮化碳為光催化劑，著重研究了六價鉻/雙酚A還原過程中的Cr中間體。

BPA系統(tǒng)和Cr(VI)/BPA系統(tǒng)中BPA光降解的活性物種表明，六價鉻還原過程確實促進(jìn)了雙酚A的光降解。Cr配合物的電子順磁共振(EPR)和原位變溫EPR分析表明，六價鉻還原過程中生成了五價鉻中間體，并在光催化下氧化降解雙酚A。

研究團隊還通過添加電子供體亞硫酸鈉(Na2SO3)，在Cr(VI)/BPA溶液中誘導(dǎo)BPA降解，進(jìn)一步證實了五價鉻的積極作用。

此外，BPA/空氣、Cr(VI)/BPA/空氣等系統(tǒng)中，雙酚A的降解產(chǎn)物也有差異，這間接解釋了五價鉻中間體參與雙酚A降解的原因。

密度泛函理論計算表明，光生電子可以降低六價鉻轉(zhuǎn)化為五價鉻的自由能，這有助于后續(xù)五價鉻在氧化步驟降解雙酚A。

研究人員表示，這項工作有助于探索六價鉻的還原過程以及“六價鉻/有機物”體系中有機污染物的協(xié)同去除。(作者：鄭金武)

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