南林科研人員提出“變廢為寶”新路徑——光來催化,工業污水能“生產”多功能化學品
2024-05-09 06:46:56|圖文來源:南京日報南報網訊(記者 李花 姜晶晶 通訊員 尹申申) 工業污水,在光的催化下能“生產”出一種多功能化學品——過氧化氫(H2O2)。近日,南京林業大學姚建峰教授團隊這一“變廢為寶”新路徑登上國際知名雜志《小的》(Small)和《催化科學與技術》(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品,是氧化劑的一種,其具備環境友好及氧化性強等優點,被廣泛應用于工業生產過程中,工業需求量較大。一直以來,科學家們都在探索,如何降低其生產成本、如何使其生產更綠色。
“目前工業上主要采用蒽醌法生產H2O2,該方法成本高、能耗大并產生大量污染物。” 邱健豪介紹,他們團隊一直研究“光催化”。那么,光催化能否在生產H2O2中發揮作用?團隊了解到,目前光催化生產 H2O2反應環境通常是在醇溶液中,在這個過程中,“醇”是一種“犧牲劑”,有水有氧加上醇,在光的催化下就會發生化學反應,其化學反應實際上就是在轉化“醇”,在這個過程中會產生H2O2。“確實比蒽醌法有優勢,但這樣的制備過程會引來雜質‘醇’及‘醛’,后續使用H2O2時需要再分離,這實際上也是成本。”
“犧牲劑可否用其他的物質來替代?比如有機污染物。” 姚建峰和邱健豪在查閱文獻及前期研究基礎上聯想到,光催化能夠氧化降解工業污水中的有機污染物,將有機污染物作為“犧牲劑”能夠實現“變廢為寶”。
“有了老師們的建議,我們立即馬不停蹄地進行實驗。” 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,實驗并非一帆風順。已經忘了多少個日日夜夜,當這“一石二鳥”的實驗成功后,團隊興奮不已,“在廢水體系中,在光催化下,H2O2生成和廢水凈化能夠同步實現。”
據悉,該路徑具有規模化放大生產的潛力,為實現清潔生產、降低碳排放、提高資源利用率以及推動循環經濟提供了新的可能性。