西安建筑科技大学吴鹍教授团队CEJ:构建双功能Zr-CuO/α-FeOOH催化剂一步去除对胂酸:高效PMS活化,协同氧化和吸附

背景：有机砷化合物（如对胂酸）的结构稳定性导致其在废水处理中难以同时实现氧化与吸附固定。研究目的：本研究旨在开发一种新型双功能催化剂Zr-CuO/α-FeOOH，通过活化过一硫酸盐（PMS），实现对对胂酸（p-ASA）的高效降解及产生的无机砷（As(V)）的原位吸附固定。结论：实验表明，Zr-CuO/α-FeOOH催化剂在120分钟内实现了近100%的p-ASA氧化和总砷固定化。单原子Zr的引入调节了CuO的电子结构，提升了比表面积，并使其d带中心上移，增强了对PMS的化学吸附与活化能力。催化过程中，1O2、自由基及催化剂介导的电子传递共同促进了p-ASA氧化，而Zr-CuO与α-FeOOH之间的界面电子重排加速了Cu(I)/Cu(II)和Fe(II)/Fe(III)的氧化还原循环。As(V)的吸附主要通过表面络合作用实现，吸附强度顺序为α-FeOOH > Zr-CuO/α-FeOOH > Zr-CuO。该催化剂还表现出良好的可重复使用性，为有机重金属污染控制提供了新思路。