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光催化為協(xié)同去除六價(jià)鉻和有機(jī)污染物提供動(dòng)力
發(fā)布日期： 2022-02-28 13:19:25 來(lái)源： 中國(guó)科學(xué)報(bào)

光催化為協(xié)同去除六價(jià)鉻(Cr(VI))和有機(jī)污染物提供了動(dòng)力，但在污染物轉(zhuǎn)化過(guò)程中，鉻中間體的生成及其潛在的氧化性可能會(huì)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(tuán)隊(duì)的最新研究揭示了鉻中間體在降解有機(jī)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(jī)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(huì)導(dǎo)致人類(lèi)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(tuán)隊(duì)以石墨氮化碳為光催化劑，著重研究了六價(jià)鉻/雙酚A還原過(guò)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(jià)鉻還原過(guò)程確實(shí)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(jià)鉻還原過(guò)程中生成了五價(jià)鉻中間體，并在光催化下氧化降解雙酚A。

研究團(tuán)隊(duì)還通過(guò)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(shí)了五價(jià)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(jià)鉻中間體參與雙酚A降解的原因。

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

研究人員表示，這項(xiàng)工作有助于探索六價(jià)鉻的還原過(guò)程以及“六價(jià)鉻/有機(jī)物”體系中有機(jī)污染物的協(xié)同去除。(作者：鄭金武)

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