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学术要闻

我校水污染控制团队多项研究成果登上国际顶刊 实现环境治理新突破

本网讯(通讯员 袁喜) 2024-2025年度,我校黄应平教授领衔的水污染控制团队在环境治理领域取得系列重要突破,多项创新研究成果相继发表在《德国应用化学》《应用催化B》《有毒危险材料》《ACS催化》《清洁生产杂志》《能源化学杂志》等国际权威期刊上。这些成果为水污染治理提供了创新性的解决方案,展现了团队在环境治理领域的前沿科研实力。

团队硕士研究生邓依函于2024年3月在《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed., 2024, e202315802)(影响因子:16.1,中科院一区TOP期刊)上发表了题为“聚多巴胺还原超氧自由基中间体促进过氧化氢高效光合作用”(Reduction of Superoxide Radical Intermediate by Polydopamine for Efficient Hydrogen Peroxide Photosynthesis)的研究成果。该研究设计的含吡咯的多胺,在促进电荷分离的同时,也可作为氧自由基的吸收还原剂,从而促进高效的产过氧化氢。在有吸收剂的条件下,过氧化氢的产率达742.8μM h−1,比氮化碳高47倍。为过氧化氢溶液的低碳绿色合成提供了新思路。(论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202319216)

团队博士研究生李张丽于2025年2月17日在《应用催化B》(Appl. Catal. B: Environ. Energy,2025, 369, 125154)(影响因子:22.1,中科院一区Top期刊)上发表了题为“催化废水脱磷回收制备肥料的技术研究”(Catalytic wastewater dephosphorization for phosphorus recycling to fertilizers)的研究成果。此外,李张丽博士于2025年2月25日在《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed., 2025, e202502408)上发表了题为“可持续理念驱动的有机磷污染物连续流反应器升级回收制备磷肥研究”(Sustainability-Inspired Upcycling of Organophosphorus Pollutants into Phosphatic Fertilizer in a Continuous-flow Reactor)的研究成果。这两项研究创新性地提出了有机磷污染物高效降解与资源化利用的一体化解决方案,不仅实现了污染物的高效去除,更将其转化为有价值的磷肥产品。该技术显著降低了污染物的生物毒性,为磷资源的可持续回收与循环利用提供了新思路,对推动水污染治理与资源回收的协同发展具有重要意义。(论文1链接:https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2025.125154;论文2链接:https://doi.org/10.1002/anie.202502408)

团队硕士研究生吕明辉于2024年2月在《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed., 2024, e202319216)上发表了题为“通过给电子和抽电子精确工程化不对称原子CoN4用于氧还原反应”(Precisely Engineering Asymmetric Atomic CoN4by Electron Donating and Extracting for Oxygen Reduction Reaction)的研究成果。该工作通过将钴盐和1,10-邻菲咯啉配体与不同取代基(phen(X),X=OH,CH3,H,Br,Cl)配位到CTFs上,合成了一系列定义明确的CoN4中心作为模型电催化剂。结果证明,phen基配体上取代基的电子推动能力与CoN4中心在氧分子上的吸附强度及其ORR动力学活性呈正相关。(论文链接:https:onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.202315802)

团队博士研究生陈淡宜于2025年2月10日在《清洁生产杂志》(J. Cleaner Prod. 2025, 491, 144837)(影响因子:9.8,中科院一区Top期刊)上发表了题为“希夫碱金属络合物选择性光芬顿降解草甘膦:金属介导路径的机制解析”(Selective Photo-Fenton Degradation of Glyphosate using Schiff base Metal Complexes: Insights into Metal-mediated Pathways)的研究成果。此外,陈淡宜博士于2025年3月6日在《有毒危险材料》(J. Hazard. Mater, 2025, 490, 137810)(影响因子:14.09,中科院一区Top期刊)上发表了题为“Fe-N-C催化氧活化选择性降解草甘膦:尺寸排阻的关键作用”(Selective Glyphosate Degradation via Oxygen Activation using Fe-N-C: Critical Role of Size Exclusion)的研究成果。这两项研究创新性地从不同角度解决了草甘膦污染治理难题:一方面通过金属—中心配位作用实现高效催化,另一方面利用尺寸效应实现选择性降解。研究不仅揭示了草甘膦降解的分子机制,更实现了污染物的安全无毒化处理,为农业面源污染治理提供了新的技术路径。(论文1链接:https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2025.144837;论文2链接:https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2025.137810)

团队硕士研究生熊远照于2024年10月8日在《有毒危险材料》(J. Hazard. Mater, 2024, 480, 136029)上发表了题为“三种空间插值方法预测单一物质与混合物时变毒性的比较研究”(Comparison of Three Spatial interpolation Methods in Predicting Time-dependent Toxicities of Single Substances and Mixtures)的研究成果。该工作报道了基于Delaunay三角测量法(LDT)的线性插值法因其操作简便、准确度高而更适用于毒性预测。该方法为随时间变化的毒性评估提供了一种快速、便捷的新工具,有效拓展了毒理分析研究的方法。(论文链接:https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2024.136029)

团队硕士研究生温娜于2024年10月8日在《ACS催化》(ACS Catal.,2024, 14, 11153-11163)(影响因子:11.3,中科院一区Top期刊)上发表了题为“动态溴空位介导的光催化三步三电子氧还原生成羟基自由基”(Dynamic Bromine Vacancy-Mediated Photocatalytic Three-Step Three-Electron Oxygen Reduction to Hydroxyl Radicals)的研究成果。该研究创新性地采用改性BiOBr光催化剂活化分子氧,实现了羟基自由基(•OH)的高效生成。此项突破性研究不仅解决了传统水处理技术对难降解污染物去除效率低的问题,还为开发绿色、高效的水处理工艺提供了重要理论基础。(论文链接:https://doi.org/10.1021/acscatal.4c02674)

团队博士研究生赵蓉蓉于2024年7月2日在《有毒危险材料》(J. Hazard. Mater, 2024, 476, 135068)上发表了题为“FePO4/WB非均相类芬顿催化剂快速去除新烟碱类杀虫剂:活性氧定量、机理阐释及降解路径”(FePO4/WB as an Efficient Heterogeneous Fenton-like Catalyst for Rapid Removal of Neonicotinoid Insecticides: ROS Quantification, Mechanistic insights and Degradation Pathways)的研究成果。该工作通过简单水热法成功制备了复合材料催化剂(FePO4/WB),具有高稳定性和优异的电子转移能力,显著加速了Fe(III)/Fe(II)的氧化还原循环,解决了传统铁基催化剂在过一硫酸盐(PMS)活化中Fe(III)还原速率慢的瓶颈问题。(论文链接:https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2024.135068)

团队博士后石海洋于2025年4月在《能源化学杂志》(J. Energy Chem. 2025, 107, 682–692)(影响因子:14.0,中科院一区TOP期刊)上发表了题为“通过调节垂直生长的Bi纳米片中Pd原子的电荷密度来减弱界面O2吸附,从而促进H2O2光合作用”(Weakened Interfacial O2Adsorption by Modulating Charge Density of Pd Atom in the Vertical-growth Bi Nanosheets toward Boosted H2O2Photosynthesis)的研究成果。该研究设计的PdBi/BiVO4光催化剂实现了2246.43 μmol L-1的高H2O2生产浓度,表观量子效率(AQE)为11.16%,与Pd/BiVO4(1289.28 μmol L-1)相比,活性提高了1.74倍。这种Pd基催化剂的合理设计为调节活性原子的电子结构以促进人工光合作用提供了一种有前途的策略。(论文链接:https://doi.org/10.1016/j.jechem.2025.03.083)

在黄应平教授的带领下,水污染控制团队不仅悉心指导研究生科研工作,还注重提升教师的学术水平,推动团队整体科研能力的提升。2024年,团队科研工作再创佳绩,成功获批5项国家自然科学基金项目。自成立以来,团队已累计主持国家自然科学基金项目37项,其中包括1项国家自然科学基金重点项目——《自然水体的水力空化自净作用新途径与规律研究》。

水污染控制团队始终秉持“团结·奋进·创新·快乐”的理念,致力于解决水污染治理关键难题,为区域水生态环境保护开展了具有创新性的研究工作,已发展成为具有稳定研究方向的研究队伍。目前,团队拥有固定教师17人、在读研究生60余人,团队结构合理、创新能力突出、具有学科交叉特色。团队以“水力空化与生态水利、污染生态与环境修复、光化学与水污染控制、界面过程与转化机制”为核心研究方向,依托教育部工程研究中心等平台,建立了完善的研究体系。近年来在多领域取得系列成果:科研项目上,重视国家自然科学基金理论科学问题的创新研究;技术创新上,在微囊藻毒素、有机磷农药等污染物治理领域取得了一定的突破,研发多项实用技术;成果转化上,与兴发集团等龙头企业深度合作,成功将草甘膦废水处理等多项核心技术实现产业化应用。

部门通讯员:何哲      部门审核员:陈巍     初审:童虹宇      终审:杨叶
 
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