催化学报 ›› 2023, Vol. 44: 4-6.DOI: 10.1016/S1872-2067(22)64185-8
张鹏a,*(
), 李佑稷b, 李鑫c,*()
Peng Zhanga,*(), Youji Lib, Xin Lic,*()
摘要：
人工光合成通过模拟自然界的光合作用合成人类必须的化学品, 并在光解水制氢、水和氧气反应制备双氧水等领域得到了广泛的关注. 然而, 双氧水不稳定导致产物的分离和提纯成本高, 阻碍了其进一步发展. 为解决上述问题, 最近, 南京理工大学张侃教授团队联合韩国延世大学Jong Hyeok Park教授, 河海大学敖燕辉教授开发出了基于人工树叶的自循环光芬顿系统, 在碳酸氢盐溶液和微量Mn2+/Mn4+的协同作用下, 成功地将原位生产的双氧水进一步生成活性含氧物种(ROSs)并用于污水处理, 实现了高效太阳能驱动H2O2的原位生产与利用(见Nat. Commun., 2022, 13, 4982). 该工作首先利用人工树叶阴极部分对Mn4+离子还原, 实现了Mn2+/Mn4+氧化还原物种在催化体系中的循环使用, 确保了芬顿体系的可持续性. 其次, 通过对耦合的光阳极以及阴极的表面动力学过程进行优化, 构建了太阳能到双氧水转换效率超过1.46%的人工树叶. 实验发现, 70 cm2的大面积器件可在70 min内矿化含有5 ppm罗丹明B, 5 ppm亚甲基蓝和5 ppm对硝基苯酚的混合污水, 并表现出超过一个月的稳定性. 综上, 本文可为发展新的太阳能驱动环境处理模式提供借鉴.
