Produktanalyser av modellens reaktionssystem (Co3 O4 /PMS/PhOH). en STEM-, HAADF- och EDS-elementkartläggningsbilder av Co3 O4 efter reaktionen. b TGA-kurvor för den orörda och reagerade Co3 O4 i luften (O2 ). Massförlusten på 20 % för den reagerade Co3 O4 var lika med det initiala koncentrationsförhållandet för [PhOH] till [PhOH] + [Co3 O4 ], vilket indikerar att föroreningsmolekylerna överfördes fullständigt till katalysatorytan. c 3D-FTIR-spektra för de gasprodukter som detekterats från TGA för det reagerade Co3 O4 i B. Nedbrytningstemperaturen (centrerad runt 300 °C) i luft (O2 ) och gasprodukten (CO2 ) är karakteristiska för polymerer. d, e XPS-spektra (d) och FTIR-spektra (e) för den orörda och reagerade Co3 O4 . Signalintensiteterna i XPS-spektra för den orörda och reagerade Co3 O4 normaliserades av Co2p . Kredit:Nature Communications (2022). DOI:10.1038/s41467-022-30560-9
Ett forskarlag ledd av prof. Yu Hanqing från University of Science and Technology of China (USTC) vid den kinesiska vetenskapsakademin, i samarbete med prof. Menachem Elimelech från Yale University, utvecklade en ny vattensaneringsteknik, den direkta oxidativa överföringsprocessen (DOTP). Studien publicerades i Nature Communications .
Tidigare undersökningar har visat att avlägsnandet av organiska föroreningar från vatten beror på en avancerad oxidationsprocess (AOP), som kräver extern energi eller kemikalieinsats. Det upptäcktes dock att elektronekvivalenten som frigjordes av föroreningarna var mycket högre än den oxidantförbrukade elektronekvivalenten, vilket inte kunde förklaras av AOP.
Forskare klargjorde att DOTP, fundamentalt annorlunda än AOP, dominerade det heterogena oxidativa systemet. I DOPT inträffade en direkt redoxreaktion mellan föroreningar och oxidanter på katalysatorytan. De bildade produkterna stabiliserades och genomgick spontant ytpolymerisation eller kopplingsreaktion. Som ett resultat ackumulerades produkter på katalysatorytan, vilket bidrar till en effektiv eliminering av vattenföroreningar.
Studien visar att den heterogena katalysatorn spelar en viktig roll i aktiveringen, stabiliseringen och ackumuleringen av reaktanter eller produkter. Dessutom har den låg förbrukning av oxidanter, hög ackumulerande kapacitet för föroreningar och inga giftiga biprodukter. Således förväntas DOTP hitta ytterligare tillämpningar inom vattenföroreningskontroll och avloppsvattenrening. + Utforska vidare
