近日,任南琪院士团队贺诗欣教授课题组在著名学术期刊EST上发表了题为“Aeration-Free In Situ Fenton-like Reaction: Specific Adsorption and Activation of Oxygen on Heterophase Oxygen Vacancies”的研究型论文。该论文基于曝气成本约占水处理成本的35%-51%以及氧气依赖的原位类芬顿反应难以走向实际应用的背景下,设计了太阳能驱动的,可自行捕获空气中氧气进行原位类芬顿反应产生过氧化氢和羟基自由基的漂浮型水处理系统,并详细的表征和分析了体系的设计原理,氧气的特异性吸附和活化为过氧化氢和活性氧的机制,以及污染物的降解机制和实际废水的处理效果。
为了实现含抗生素废水的绿色和可持续处理,并有可能摆脱传统废水处理中曝气的巨大成本或能源投入,我们设计了太阳能驱动的无曝气的漂浮系统,并对其原位类芬顿反应机制进行了研究。与传统的原位芬顿相比,该系统可以通过自动捕获空气中的氧气来进行反应。这样可以显著降低氧气制备、运输和曝气成本。且该连续流装置可有效的深度处理污水处理厂的二级出水。藻渣衍生的rGO改性PUF提供的光热效应将有效促进漂浮体系在反应过程中空气、催化剂和抗生素废水之间的传质。目前的工作为含抗生素废水的绿色和可持续降解提供了可靠的参考方案,而不需要为传统废水处理过程中的曝气步骤提供额外的能源。提出的系统利用原位类芬顿反应具有可以在更现实的条件下处理含抗生素废水的潜力。
实验室贺诗欣教授为论文的通讯作者,张适雨、王汝鹏博士为共同第一作者。