新型压电催化体系可长效降解水中有机污染物

近日，华东理工大学化学与分子工程学院教授邢明阳课题组开发了一种利用动态氧缺陷来促进ZnO原位产H₂O₂的环境友好型压电催化体系，并用于水中有机污染物的长效降解。相关研究成果发表于《美国科学院院刊》。 

近年来，压电催化作为一种极具潜力的新兴环境催化技术，在原位产H₂O₂及降解有机污染物、杀菌等污染物控制领域引起了广泛关注，但传统方法反应条件苛刻且存在潜在二次污染。 

研究团队采用一步水热结合光沉积的方法制备了Co纳米簇负载ZnO棒状压电催化剂（CZO）。实验结果表明，在不加入任何有机牺牲剂的条件下，超声3小时最高可生成1.8 mM H₂O₂以及对苯酚50.9%的矿化率，分别是空白ZnO的10.5倍和13倍。进一步研究表明，CZO压电体系具有优异的抵抗pH值、阴离子、天然有机质等环境基质干扰的能力，即使在环境中暴露5个月之久，CZO依然保持优异的原位产H₂O₂及降解苯酚的性能。而溶出的钴和锌离子只需经过简单的加碱陈化处理，即可实现金属离子回收及产H₂O₂能力的再生。环境友好型可再生CZO压电体系可实现对有机污染物52小时以上的长效降解，在水污染控制领域具有潜在的应用前景。 

氧化锌基压电催化剂的制备、表征及其原位产H₂O₂降解苯酚性能测试 图片来源于《美国科学院院刊》 

相关论文信息：https://doi.org/10.1073/pnas.2317435121