我校化学工程学院陈谦副教授团队设计、合成含有吡啶基的酰胺型配体,并将所合成的配体通过与铁盐的反应,制备含有四齿N配位的铁系催化剂。该系列研究成果继2018年在J. Hazard. Mater. (IF 7.6)上发表后,今年又在Chemosphere(IF 5.1)及催化与环境领域高级别期刊Applied Catalysis B: Environmental(IF 13.8)上发表相关成果。该研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划等项目的支持。
氯酚类物质被广泛地应用于杀虫剂、消毒剂、木材防腐剂、个人护理品等产品中;在垃圾焚烧、纸浆漂白、木质素氧化过程中也会产生大量的氯酚类副产物;氯酚类物质也是工业废水中常见的污染物。氯酚类化合物本身毒性较强,微生物难以降解它,使得氯酚类有机物对环境造成了严重的危害。Fenton试剂法(由H2O2与亚铁盐Fe2+组合形成)因其氧化能力强、过氧化氢相对较便宜、无二次污染等优点被广泛地应用于氯酚类有机污染物的降解,被认为是环境友好的。然而Fenton试剂的最大弊端是需要在一个酸性环境中使用, 因为在更高的pH范围,三价铁会形成氧化物或氢氧化物的沉淀,从而使Fenton反应的关键步骤,即三价铁到二价铁的催化循环终止。所以,由于pH范围的要求,使得Fenton试剂在大规模的中性或碱性水处理中的使用受到限制。
基于这种现实,探索研究适用于更高pH范围的类Fenton试剂是目前国内外高度关注的难题。陈谦副教授团队研究发现该铁系催化剂在氯代苯酚类、双酚A类及抗生素类有机污染物的降解中表现出极好的催化活性,为含这几类有机污染物的废水处理提供了一种新的选择。在此基础上,将催化效率较高的催化剂通过共价键固载到硅球上,使得这一催化体系可以重复利用多次。该系列成果为高价铁(FeIV或FeV)的化学提供了新的理论依据,大大拓展了传统Fenton反应的pH适用范围,为更高效的利用过氧化氢提供实验证据,获得国际同行的认可与赞赏。


陈谦副教授于2017年被引进到我校,在教学、科研上深耕细作,以化学为基础,长期从事催化与有机合成、生物质化学与能源、生物质材料与环境等相关领域的研究工作,已发表学术论文40余篇,受到国际同行的好评。2019年入选云南省中青年学术带头人后备人才。担任国际期刊Angew.Chem.;Chem.Commun.; Tetrahedron等杂志审稿人、教育部学位论文评审专家。已主持完成国家自然科学基金项目1项、国家留学回国人员基金一项,参与完成重点研发计划项目1项,现主持国家自然科学基金1项。独立培养硕士研究生11人,合作培养硕士、博士研究生5人。
文章链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S030438941830308X
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045653519322441?via%3Dihub
https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0926337319311993
(文/图:张晓旭/审核:赵平/责任编辑:袁梓玥)