近日，资环学院孙杰教授课题组的研究成果在国际水协会刊、环境领域Nature指数顶级期刊WaterResearch上发表，提出了一种新型降解自然水体中塑化剂的电化学体系，论文题为Electro-peroxone with solid polymer electrolytes: A novel system for degradation of plasticizers in natural effluents。研究生向琦为该论文的第一作者，孙杰教授为通讯作者。论文链接：https://doi.org/10.1016/j.watres.2022.118302
塑化剂是工业上被广泛使用的一种高分子材料助剂，用于提高塑料等材料的柔韧性和易加工性。邻苯二甲酸酯类是最常见的塑化剂，难以自然降解，具有生物累积性和内分泌干扰效应，人体大量摄入可造成发育障碍。电过氧化技术（Electro-peroxone，EP）被认为是一种有应用前景的水处理工艺，但在自然水体中的使用受到低电导率和高运营成本的限制。孙杰教授课题组设计了一种新型电化学体系，通过将EP与固体聚合物电解质（EP-SPE）耦合来克服这一限制。
EP-SPE体系仅需10min即可实现50%塑化剂的矿化，电解能耗为1.0 kWh·m-3，而在传统的EP体系中需要60min以26.6 kWh·m−3的能耗才能达到50%塑化剂的矿化。孙杰教授课题组详细研究了EP-SPE的动力学和机制，而且通过EPR表征和动力学模型揭示了活性氧物种的产生、瞬时浓度和降解贡献。课题组分别以长江、东湖、二沉池和地下水四种天然水为背景进行测试，证明了EP-SPE的普遍适用性。此外，EP-SPE在15次运行后没有表现出任何性能下降。因此，该项研究为天然水体中的塑化剂净化提供了一种可行的技术。
2024-07-22