新型壓電催化體系可長效降解水中有機污染物

近日，華東理工大學化學與分子工程學院教授邢明陽課題組開發了一種利用動態氧缺陷來促進ZnO原位產H₂O₂的環境友好型壓電催化體系，并用于水中有機污染物的長效降解。相關研究成果發表于《美國科學院院刊》。 

近年來，壓電催化作為一種極具潛力的新興環境催化技術，在原位產H₂O₂及降解有機污染物、殺菌等污染物控制領域引起了廣泛關注，但傳統方法反應條件苛刻且存在潛在二次污染。 

研究團隊采用一步水熱結合光沉積的方法制備了Co納米簇負載ZnO棒狀壓電催化劑（CZO）。實驗結果表明，在不加入任何有機犧牲劑的條件下，超聲3小時最高可生成1.8 mM H₂O₂以及對苯酚50.9%的礦化率，分別是空白ZnO的10.5倍和13倍。進一步研究表明，CZO壓電體系具有優異的抵抗pH值、陰離子、天然有機質等環境基質干擾的能力，即使在環境中暴露5個月之久，CZO依然保持優異的原位產H₂O₂及降解苯酚的性能。而溶出的鈷和鋅離子只需經過簡單的加堿陳化處理，即可實現金屬離子回收及產H₂O₂能力的再生。環境友好型可再生CZO壓電體系可實現對有機污染物52小時以上的長效降解，在水污染控制領域具有潛在的應用前景。 

氧化鋅基壓電催化劑的制備、表征及其原位產H₂O₂降解苯酚性能測試 圖片來源于《美國科學院院刊》 

相關論文信息：https://doi.org/10.1073/pnas.2317435121