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材料學(xué)院邵丹/宋浩杰團(tuán)隊(duì)在微塑料降解領(lǐng)域取得重要突破

2024年06月17日 10:34 文、圖/材料學(xué)院 點(diǎn)擊:[]

近日,我校材料科學(xué)與工程學(xué)院(文物保護(hù)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院)邵丹副教授/宋浩杰教授研究團(tuán)隊(duì)在微塑料降解領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展,相關(guān)研究成果以“Joule heat assisting electrochemical degradation of polyethylene microplastics melted on anode”為題發(fā)表在環(huán)境與能源領(lǐng)域國際頂級(jí)期刊《Applied Catalysis B: Environment and Energy》(IF=22.1)上。我校為論文第一通訊單位,邵丹副教授為第一作者和通訊作者,碩士生趙偉鵬為本研究的主要完成人,宋浩杰教授和西安交通大學(xué)徐浩教授分別為論文的共同通訊作者。國家自然科學(xué)基金(21706153)和陜西省自然科學(xué)基礎(chǔ)研究計(jì)劃(2018JQ2066,2022JM-065)為該工作提供了經(jīng)費(fèi)支持。該工作的發(fā)表為我國微塑料治理提供了新思路,提高了我校在微塑料研究領(lǐng)域的國際影響力。

微塑料“焦耳熱輔助電化學(xué)降解”策略示意圖

新污染物治理是我國基礎(chǔ)研究和科技創(chuàng)新的重點(diǎn)領(lǐng)域。微塑料(尺寸小于5毫米)是一類典型的新污染物,積極應(yīng)對(duì)微塑料污染關(guān)乎人民健康,也事關(guān)我國生態(tài)文明建設(shè)和高質(zhì)量發(fā)展。與其他氧化技術(shù)相比,電化學(xué)氧化技術(shù)在處理微塑料水污染方面具有綠色高效、速度可控、降解徹底等優(yōu)勢(shì)。然而,在電化學(xué)氧化降解微塑料的過程中,微塑料顆粒的破碎或尺寸逐漸減小也同樣難以避免,從而產(chǎn)生危害性更大的納米塑料(尺寸小于1微米)。團(tuán)隊(duì)利用電化學(xué)氧化水處理過程中陽極-溶液界面溫度遠(yuǎn)高于本體溶液的特點(diǎn)(界面焦耳熱效應(yīng)),針對(duì)上述問題專門開發(fā)了“焦耳熱輔助電化學(xué)降解”策略,并開發(fā)了相關(guān)配套陽極材料和反應(yīng)裝置。水中的微塑料首先被陽極截留,進(jìn)而在界面焦耳熱的高溫作用下發(fā)生軟化乃至熔融現(xiàn)象,一方面實(shí)現(xiàn)了微塑料與陽極的直接電子轉(zhuǎn)移,另一方面最大程度利用了陽極上產(chǎn)生的短壽命活性物質(zhì)。不僅微塑料降解速度大大加快,而且能夠有效抑制危害性更大的納米塑料的產(chǎn)生。

功能碳基納米復(fù)合材料團(tuán)隊(duì)環(huán)境電催化研究小組

附:文章信息:

Dan Shao*, Weipeng Zhao, Shiyu Ji, Changan Yang, Jikun Zhang, Ruixi Guo, Bo Zhang, Wei Lyu, Jiangtao Feng, Hao Xu*, Wei Yan, Haojie Song*, Joule heat assisting electrochemical degradation of polyethylene microplastics melted on anode, Applied Catalysis B: Environment and Energy, 2024, 357 (15): 124281.

https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2024.124281.

新聞小貼士:

邵丹,陜西科技大學(xué)材料學(xué)院副教授,能源與環(huán)境材料系主任,中國化工學(xué)會(huì)工業(yè)水處理專業(yè)委員會(huì)專家?guī)鞂<?,陜西鈦極科達(dá)環(huán)??萍及l(fā)展有限責(zé)任公司技術(shù)負(fù)責(zé)人,陜西科技大學(xué)高水平博士人才,功能碳基納米復(fù)合材料研究團(tuán)隊(duì)成員。研究方向涉及電化學(xué)氧化廢水處理,長(zhǎng)壽命低成本電催化電極(析氧,析氯,陰陽雙功能,臭氧等),高值化學(xué)品電合成,塑料/微塑料電化學(xué)降解轉(zhuǎn)化,電解水制氫。涉及電催化電極、電化學(xué)相關(guān)裝備的研究成果已實(shí)現(xiàn)落地產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

宋浩杰,陜西科技大學(xué)材料學(xué)院教授,中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)高級(jí)會(huì)員,中國表面工程分會(huì)青年工作委員會(huì)委員,中國摩擦工程分會(huì)青年工作委員會(huì)委員,陜西科技大學(xué)學(xué)術(shù)骨干,功能碳基納米復(fù)合材料研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人。主要從事碳基納米復(fù)合材料的制備及其在摩擦、環(huán)境及能源領(lǐng)域中的應(yīng)用。

(核稿:王卓 編輯:劉倩)

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