北京林业大学环境学院教授课题组在《Science of the Total Environment》上发表研究成果

环境学院齐飞教授课题组完成的关于二维层状碳基催化材料在催化臭氧氧化领域应用的综述论文“A Review: Two-dimensional layered carbon-based catalytic ozonation for water purification: Rational design of catalysts and an in-depth understanding of the interfacial reaction mechanism”目前发表在期刊《Science of the Total Environment》(影响因子:7.936)上,第一作者为环境学院博士研究生宋子龙,北京林业大学为第一完成单位。

  

北京林业大学环境学院教授课题组在《Science of the Total Environment》上发表研究成果

 

近年来,非均相催化臭氧氧化技术在饮用水和废水处理中得到了广泛的应用,产生的活性氧物种(ROS)可以有效地矿化多种有机微污染物,实现水质净化和水资源修复。该技术的基本原理是基于分子臭氧的亲电特性,催化剂表面富含电子的催化活性位可以有效地吸附臭氧,方便臭氧捕获电子。捕获电子后的臭氧分子能够被进一步催化分解形成氧化能力更强的ROS,实现目标污染物的高效降解。催化剂的合理设计与合成是这项技术的关键。层状碳材料表面具有大量的富含电子的含氧官能团、缺陷位和sp2杂化碳结构,是一类非常有潜力的催化材料。其独特的层状结构极大地促进了这些活性位点的暴露以及外源杂原子/金属团簇的锚定,有利于催化性能的有效调控。然而,现阶段对于层状碳材料的界面催化反应机理及其性能的调控机理依然存在许多不清晰甚至矛盾的地方。因此,本论文首先综述了层状碳材料的制备方法,基于催化臭氧氧化的基本原理提出了具有优良催化臭氧潜力的催化剂的设计思路。之后,从自由电子迁移与捕获的角度揭示了层状碳基催化剂表面活性位与ROS演替间的关系。揭示了金属物种负载、非金属杂原子掺杂和光辅助效应对层状碳基催化剂催化臭氧化性能的调节机制。最后,提出了基于二维层状碳基催化剂催化臭氧的进一步机会和挑战。 

 

文章链接:https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.155071  

 

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原文链接:http://news.bjfu.edu.cn/jxky/393191.html

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