南方科技大学4月10日讯：近日，南方科技大学环境科学与工程学院教授张作泰课题组在高级氧化水处理新技术方向取得新进展。相关成果以“Atomically Dispersed Cobalt Sites on Graphene as Efficient Periodate Activators for Selective Organic Pollutant Degradation”为题发表在环境科学与工程领域顶级期刊Environmental Science & Technology。

近年来，基于非自由基路径降解有机污染物的水污染深度处理技术备受关注。相比于传统的自由基氧化体系，非自由基氧化过程在实际污水处理中具有一定的优势：非自由基物种如单线态氧（1O2）一般对富电子污染物或细菌具有良好的选择性；非自由基氧化过程抗水体干扰性较强，即受水体pH和共存物质（无机阴离子和天然有机质）的影响较小；非自由基氧化过程中氧化剂的利用效率更高，可降低水处理技术的成本。因此，研发新颖的、基于非自由基路径的高级氧化技术体系非常有意义。

张作泰课题组成功构建了一种以单原子钴为高碘酸盐活化剂的新型高级氧化体系。研究表明，碳载体上的单原子钴位点能够高效活化高碘酸盐通过非自由基路径选择性氧化降解有机污染物。实验结果和理论计算表明，吸附后的高碘酸盐在催化剂表面生成活性中间态并具有较高的复合体电位，处于亚稳态的中间体进而通过直接电子转移过程（电子转移机制）实现苯酚、4-氯酚、罗丹明B等有机污染物的选择性降解和矿化。该体系具有较宽的pH范围和复杂水环境条件下的抗干扰能力，表现出良好的应用潜能。该研究构建了一种新颖的非自由基氧化体系，为复杂废水，尤其是含碘废水中有机污染物的选择性高效降解提供了新思路。

环境学院博士后研究员龙阳可为论文第一作者，张作泰为通讯作者。该工作得到中国博士后科学基金、国家自然科学基金、深圳科学技术创新委员会、广东省高校珠江学者岗位计划等项目的支持。