近日，我校化學(xué)工程學(xué)院徐穎華副研究員及其合作者的最新研究成果被《Nature Water》在線報(bào)道。該成果創(chuàng)造性地將一種銠納米顆粒改性的鈀膜電化學(xué)反應(yīng)器用于電化學(xué)氫化處理飲用水中的氧化性污染物，克服了目前電化學(xué)氫化處理氧化性污染物存在的“需添加電解質(zhì)”和“產(chǎn)生高比例不安全中間產(chǎn)物”兩大主要難題。報(bào)道題名為“Electrochemical hydrogenation of oxidized contaminants for water purification without supporting electrolyte”，浙江工業(yè)大學(xué)為第一單位，徐穎華副研究員為通訊作者。

如何在常溫常壓下將水體中各種高毒性氧化性污染物轉(zhuǎn)化為低毒甚至無(wú)毒的物質(zhì)或工業(yè)原料，電化學(xué)氫化（ECH）技術(shù)是被科學(xué)家們證實(shí)的有效技術(shù)手段，但該技術(shù)也有局限，ECH技術(shù)處理水體中氧化性污染物存在“需添加電解質(zhì)”和“產(chǎn)生高比例不安全中間產(chǎn)物”兩個(gè)主要難題。

我校化學(xué)工程學(xué)院應(yīng)用化學(xué)學(xué)科“有機(jī)電化學(xué)合成重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”徐穎華副研究員長(zhǎng)期致力于電化學(xué)氫化（ECH）技術(shù)在水處理和綠色合成領(lǐng)域的研究。為了克服上述難題，他和合作者首先設(shè)計(jì)了一種鈀納米顆粒改性的鈀膜反應(yīng)器，用于處理飲用水和工業(yè)廢水中的氧化性污染物。雖然鈀納米顆粒反應(yīng)器很好地解決了ECH技術(shù)“需添加電解質(zhì)”的問(wèn)題，但未能解決“產(chǎn)生高比例不安全中間產(chǎn)物”的問(wèn)題。對(duì)此，研究團(tuán)隊(duì)將鈀納米顆粒反應(yīng)器中的鈀納米顆粒替換為銠納米顆粒。最后，研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)80小時(shí)長(zhǎng)時(shí)間實(shí)驗(yàn)考察了銠納米顆粒反應(yīng)器的穩(wěn)定性和實(shí)用性。

為了揭示銠納米顆粒的獨(dú)特性質(zhì)，研究團(tuán)隊(duì)利用密度泛函理論計(jì)算了氫原子和一氯乙酸在銠和鈀金屬主要晶面上的吸附能力。計(jì)算得出，氫吸附能順序?yàn)殁Z(110) > 銠(110) > 鈀(100) > 銠(111) > 鈀(111)，一氯乙酸在銠的三個(gè)晶面上的吸附能大于或等于鈀的相同晶面上的吸附能。使用銠納米顆粒反應(yīng)器的電化學(xué)氫化（ECH）技術(shù)在水體中，尤其是飲用水中，氧化性污染物的去除上展示了卓越的性能，克服了目前ECH技術(shù)處理氧化性污染物時(shí)水體中“需添加電解質(zhì)”和“產(chǎn)生高比例的不安全中間產(chǎn)物”這兩個(gè)主要難題。

該工作獲得國(guó)家自然科學(xué)基金(21576238, 21106133)，浙江省自然科學(xué)基金（LY16B060012）和浙江省重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目（2020C03085）的支持，由徐穎華副研究員和新加坡南洋理工大學(xué)/香港城市大學(xué)劉彬教授等課題組合作完成。

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