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一举两得!塑料垃圾变身高性能催化剂,废水处理效率飙升5.8倍

 固废新视野

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本文提出一种创新方法,能将高密度聚乙烯(HDPE)塑料废弃物转化为石墨烯基单原子催化剂(Fe–N/Cl–C),为塑料升级回收及绿色水处理带来新突破。

该催化剂通过FeN₄Cl位点的轴向氯配位,大幅提升过一硫酸盐(PMS)活化性能,实验与理论计算显示,Cl的引入优化了Fe配位环境,增强电子转移路径,以非自由基机制高效降解如阿昔洛韦等多种有机污染物。其在固定床反应器中连续运行240小时仍保持高效稳定。

此成果意义重大,既实现塑料 “变废为宝” 的升级循环,又凭借非自由基氧化机制避免传统自由基路径副反应。该催化剂具有高本征活性,其TOF是Fe–N–C的5.8倍,还具备选择性氧化及规模化潜力。

不过,该方法也存在一些不足,如4次循环后活性下降至55%,复杂水体中高浓度Cl⁻、HCO₃⁻会抑制吸附,且盐模板法依赖FeCl₃可能增加成本,后续需针对这些问题进行改进。 

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