昆工團隊研發新技術 95% 以上水環境新污染物可高效降解

2025-12-01 11:28:38 來源:中國科技網
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昆工團隊研發新技術 95% 以上水環境新污染物可高效降解

  抗生素、全氟化合物等新污染物因濃度低、結構複雜,難以被傳統水處理工藝去除,長期潛伏在水環境中威脅生态平衡與人體健康。11 月 30 日消息,昆明理工大學潘學軍教授團隊研發的可見光驅動钼酸铋 - 高碘酸鹽體系,成功攻克這一治理痛點,對典型抗生素類新污染物去除率超 95%,相關成果已發表于國際權威期刊《應用催化 B:環境與能源》。

  靶向突破,破解傳統工藝降解難題

  傳統水處理工藝面對結構穩定的新污染物時,常陷入 “難降解、易殘留” 的困境。潘學軍團隊深耕新污染物治理多年,此次從催化材料的核心特性入手,找到突破路徑。團隊聚焦钼酸铋催化材料的晶相調控,通過研究材料 “晶相 — 結構 — 性能” 的内在關聯,為高效降解技術築牢基礎。

  團隊合成并對比了四種典型钼酸铋晶相,深入探究不同晶相在激活高碘酸鹽時的性能差異,首次厘清了铋 — 氧鍵活性、三價铋暴露程度和表面電荷分離效率這三大關鍵影響因素。其中,二铋六氧化二钼憑借獨特的奧裡維利烏斯層狀結構和出色的電子傳導能力,展現出超強降解效能,可實現對典型抗生素氧氟沙星的超快速降解。更值得關注的是,該晶相材料在地表水、地下水等多種天然水體環境中,即便遭遇氯離子、硫酸根離子等共存離子幹擾,或是處于連續流運行狀态,都能保持高穩定性,為實際水環境治理提供了可靠的材料支撐。

  與傳統處理技術相比,這套新型光催化體系優勢顯著。它無需高溫高壓等苛刻反應條件,能耗大幅降低,且使用壽命長。既能高效吸附污染物,又能将其徹底分解,避免了處理過程中二次污染的産生,同時還便于對現有水處理設施進行改造升級,降低了技術推廣的門檻。

  廣譜适配,拓展多類新污染物治理場景

  該技術并非局限于抗生素處理,其廣譜降解能力讓全氟化合物、環境内分泌幹擾物等多種棘手新污染物的治理看到曙光。其核心奧秘在于體系激活後産生的多種強氧化活性物種 —— 在可見光作用下,高碘酸鹽被激活,生成羟基、碘酰、超氧等自由基,以及光生空穴、單線态氧等非自由基物種,這些活性物質氧化能力強且作用機制多樣,能針對性攻克不同類型新污染物的降解難點。

  對于碳 — 氟鍵鍵能極高、常規手段難以斷裂的全氟化合物,體系中的羟基自由基與光生空穴可通過逐步攻擊削弱碳 — 氟鍵穩定性,把長鍊全氟化合物轉化為短鍊中間體,最終礦化為氟離子和二氧化碳;而對于雙酚 A、鄰苯二甲酸酯等環境内分泌幹擾物,活性物種會優先氧化其酚羟基、酯基等 “激素活性結構”,讓污染物先失去生物活性,再進一步分解為小分子産物,從根源上降低其環境危害。

  穩步推進,加速技術落地賦能水環境治理

  當前,團隊正圍繞該技術開展進一步的放大試驗與工藝優化,重點探索其與其他處理工藝的耦合應用。後續該技術有望廣泛應用于城鎮污水提标改造、工業廢水深度處理以及再生水的新污染物控制等場景。

  潘學軍團隊表示,将結合不同區域水環境的特點和實際工程需求,持續深入研究新污染物的篩查方法、遷移轉化規律,不斷完善治理技術體系。随着這項技術的成果轉化逐步推進,将為我國構建精準、高效、綠色的水環境治理體系提供有力的科技支撐,助力污染防治攻堅戰,守護生态環境與人體健康安全。

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