近日，实验室王爱杰教授团队李智灵课题组在环境领域著名学术期刊Water Research上发表了题为“Polar electric field-modulated peroxymonosulfate selective activation forremoval of organic contaminants via non-radical electron transfer process”的论文。论文提出了一种迄今尚未报道的高效ETP诱导方法，即通过非金属元素共掺杂在生物炭上构建极性电场。基于表征结果，构建并优化了不同共掺杂生物炭的结构模型，作为概念验证，结果证实了极性电场对表面配合物*PMS形成的有利作用，为调节ETP主导的非自由基氧化提供了可能。论文还研究了不同水基质下ATZ的去除效率，并通过循环降解分析评估了BC-BNS的稳定性。文中还提到PMS中S-O键和O-O键的顺序裂解伴随着双电子转移、极性电场促进了ATZ的脱氯弥补了ETP氧化能力不足的缺点。
在这项工作中，我们通过在生物炭上构建极性电场来激活PMS，实现了ETP机制的定向诱导。这种强大的局部电场增强了PMS和生物炭之间的强吸附络合作用，诱导S-O键的断裂。同时，它降低了O-O键断裂（限速步骤）的活化能垒，从而促进ATZ和PMS之间的有效双电子转移。开发的BC-BNS/PMS系统在各种反应参数、背景因素和水基质下表现出对ATZ以及其他常见有机污染物的高效和选择性降解。令人兴奋的是，在极性电场的调节下，该系统对ATZ等氯化有机化合物表现出意想不到的脱氯效率，这有效降低了生态毒性。所提出的调制原理、原子级机理和优越的性能验证了以ETP诱导为主导机制的碳基催化剂在水处理和修复方面的广阔前景。
实验室李智灵教授为论文的通讯作者，吴斌博士为第一作者。
文章链接：https://doi.org/10.1016/j.watres.2023.120678
