南林科研人員提出“變廢為寶”新路徑——光來催化,工業(yè)污水能“生產(chǎn)”多功能化學(xué)品
2024-05-09 06:46:56|圖文來源:南京日?qǐng)?bào)南報(bào)網(wǎng)訊(記者 李花 姜晶晶 通訊員 尹申申) 工業(yè)污水,在光的催化下能“生產(chǎn)”出一種多功能化學(xué)品——過氧化氫(H2O2)。近日,南京林業(yè)大學(xué)姚建峰教授團(tuán)隊(duì)這一“變廢為寶”新路徑登上國(guó)際知名雜志《小的》(Small)和《催化科學(xué)與技術(shù)》(Catalysis Science&Technology)。
論文通訊作者之一、南林大青年教師邱健豪告訴記者,過氧化氫是一種多功能化學(xué)品,是氧化劑的一種,其具備環(huán)境友好及氧化性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過程中,工業(yè)需求量較大。一直以來,科學(xué)家們都在探索,如何降低其生產(chǎn)成本、如何使其生產(chǎn)更綠色。
“目前工業(yè)上主要采用蒽醌法生產(chǎn)H2O2,該方法成本高、能耗大并產(chǎn)生大量污染物。” 邱健豪介紹,他們團(tuán)隊(duì)一直研究“光催化”。那么,光催化能否在生產(chǎn)H2O2中發(fā)揮作用?團(tuán)隊(duì)了解到,目前光催化生產(chǎn) H2O2反應(yīng)環(huán)境通常是在醇溶液中,在這個(gè)過程中,“醇”是一種“犧牲劑”,有水有氧加上醇,在光的催化下就會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),其化學(xué)反應(yīng)實(shí)際上就是在轉(zhuǎn)化“醇”,在這個(gè)過程中會(huì)產(chǎn)生H2O2。“確實(shí)比蒽醌法有優(yōu)勢(shì),但這樣的制備過程會(huì)引來雜質(zhì)‘醇’及‘醛’,后續(xù)使用H2O2時(shí)需要再分離,這實(shí)際上也是成本。”
“犧牲劑可否用其他的物質(zhì)來替代?比如有機(jī)污染物。” 姚建峰和邱健豪在查閱文獻(xiàn)及前期研究基礎(chǔ)上聯(lián)想到,光催化能夠氧化降解工業(yè)污水中的有機(jī)污染物,將有機(jī)污染物作為“犧牲劑”能夠?qū)崿F(xiàn)“變廢為寶”。
“有了老師們的建議,我們立即馬不停蹄地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。” 論文第一作者、課題組博士研究生戴丁亮和碩士研究生夏廣路坦言,實(shí)驗(yàn)并非一帆風(fēng)順。已經(jīng)忘了多少個(gè)日日夜夜,當(dāng)這“一石二鳥”的實(shí)驗(yàn)成功后,團(tuán)隊(duì)興奮不已,“在廢水體系中,在光催化下,H2O2生成和廢水凈化能夠同步實(shí)現(xiàn)。”
據(jù)悉,該路徑具有規(guī);糯笊a(chǎn)的潛力,為實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)、降低碳排放、提高資源利用率以及推動(dòng)循環(huán)經(jīng)濟(jì)提供了新的可能性。