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  近日，合肥工業(yè)大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院姚運金副教授及其課題組，成功制備出一種新型硼氮改性鐵包覆碳納米管磁性復(fù)合材料催化劑，利用新型催化氧化反應(yīng)體系生成的高活性自由基基團，可高效去除有機污染物，解決了水處理中污染物難以深度清除的技術(shù)難題。其相關(guān)研究成果正式發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《水研究》上。

  如何根除工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的持久性有毒污染物，是目前水污染治理領(lǐng)域亟需解決的關(guān)鍵技術(shù)難題。工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的持久性有毒污染物在自然環(huán)境中難以降解，同時可遠距離傳輸，并隨著食物鏈在動物和人體中累積、放大，具有致癌、致畸、致突變以及干擾內(nèi)分泌系統(tǒng)等危害。目前采用的混凝、沉淀、生物氧化等水處理工藝和活性炭吸附、臭氧-活性炭聯(lián)用、膜處理等深度凈化技術(shù)，均無法根除此類污染物。

  姚運金副教授及其課題組，創(chuàng)新性地構(gòu)建了新型類芬頓催化氧化反應(yīng)體系，以三聚氰胺等常見廉價試劑為原料制備的新型硼氮改性的鐵包覆碳納米管磁性復(fù)合材料，對持久性有毒污染物呈現(xiàn)出顯著的去除性能。實驗結(jié)果表明，針對目前廣泛存在的各種有機污染物，與傳統(tǒng)芬頓反應(yīng)體系相比，這一新型材料使污染物分解速度提高了10至100倍。

  同時，該新型材料的制備采用一步煅燒技術(shù)，金屬離子還原、金屬納米粒子碳包覆以及非金屬元素摻雜改性等均在同一設(shè)備中實現(xiàn)，從而克服了傳統(tǒng)熱解法制備工藝復(fù)雜、還原處理風險較高以及非金屬元素改性效果不佳等技術(shù)缺陷。碳納米管緊密包覆金屬納米粒子形成核殼結(jié)構(gòu)有利于電子傳輸，硼氮非金屬元素改性增加了碳層表面活性位點，提高了材料的催化性能，包裹納米金屬的碳層阻斷了反應(yīng)有機物與金屬納米粒子的直接接觸，從原理上避免了反應(yīng)過程中活性金屬粒子的深度氧化，以及反應(yīng)中其它有害組分對催化劑的毒化，從而在根本上解決了納米金屬顆粒作為類芬頓催化劑的穩(wěn)定性難題。

  據(jù)介紹，由于反應(yīng)體系溫和、設(shè)備簡單，這一成果可廣泛應(yīng)用于工業(yè)企業(yè)。同時，該復(fù)合材料的研制、反應(yīng)體系的構(gòu)建以及反應(yīng)機理的研究為有毒污染物的治理提供了嶄新的思路和技術(shù)支撐。