近日，马军院士团队刘玉蕾副教授在环境领域著名学术期刊Environmental Science & Technology上发表了题为“VUV Activated Fe(VI) by Promoting the Generation of Intermediate Valent Iron and Hydroxyl Radicals”的封面文章。文中首次提出用真空紫外线（VUV）来活化高铁酸盐（Fe(VI)）降解微污染物（如卡马西平（CBZ）等）。结果表明，VUV/Fe(VI)能显著促进CBZ的降解，在pH = 7.0-9.0的条件下，VUV/Fe(VI)的去除率比Fe(VI)高30.9-83.4%。此外，在pH = 7.0-9.0 的条件下，VUV/Fe(VI)的主要活性物种是•OH和Fe(V)/Fe(IV)，其贡献率分别为43.3%到48.6%，以及48.2%到46.6%。VUV与Fe(VI)的结合不仅有效地缓解了Fe(VI)在碱性条件下（尤其是 pH = 9.0）的弱氧化能力，还削弱了背景成分对Fe(VI)的恶化作用。在不同的实际水体（自来水、松花江水、污水处理厂二级出水）中，VUV/Fe(VI)与Fe(VI)相比，对CBZ降解的作用明显增强。此外，VUV/Fe(VI)在降解CBZ和磺胺甲恶唑（SMX）以及其他六种微污染物方面表现突出，显示出广谱的降解微污染物的能力。总之，该项研究为水体中微污染物的去除提供了新的思路和方法。
在新污染物零排放背景下，本研究将两种绿色氧化工艺VUV和Fe（VI）相结合，构建了一种新型的氧化工艺。研究表明，与单独的VUV和单独的Fe（VI）相比，VUV/Fe（VI）获得了更好的降解微污染物性能。这也暗示了VUV/Fe（VI）作为一种新型氧化工艺在水处理领域中具有极大的应用前景。此外，Fe(V)/Fe（IV）和•OH是VUV/Fe（VI）促进污染物降解的主要活性物种，其中Fe（VI）的快速光解促进了Fe（IV）的产量高于Fe(V)。高浓度的无机阴离子对污染物氧化的影响几乎可以忽略或增强，这表明VUV/Fe（VI）对复杂水基质的干扰具有很强的抵抗力。VUV/Fe（VI）对高浓度微污染物、多种典型的微污染物以及多种实际水体也保持了优异的降解性能，表现出较强的去除稳定性和污染物氧化效率。综上所述，本研究提出了一种高效、新颖的光驱动氧化技术，用于去除水体中的有机微污染物。该工艺也有望成为一种有前景的水处理工艺。同时也为Fe（VI）的光活化提供更深入的机理，为未来Fe（VI）耦合光催化领域的运用提供理论指导。
本项目得到了国家重点研发计划和国家自然科学基金的资助。
论文通讯单位为城市水资源与水环境国家重点实验室。
文章链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.4c05343
