材料學(xué)院邵丹/宋浩杰團隊在微塑料降解領(lǐng)域取得重要突破

近日，我校材料科學(xué)與工程學(xué)院（文物保護科學(xué)與技術(shù)學(xué)院）邵丹副教授/宋浩杰教授研究團隊在微塑料降解領(lǐng)域取得突破性進展，相關(guān)研究成果以“Joule heat assisting electrochemical degradation of polyethylene microplastics melted on anode”為題發(fā)表在環(huán)境與能源領(lǐng)域國際頂級期刊《Applied Catalysis B: Environment and Energy》（IF=22.1）上。我校為論文第一通訊單位，邵丹副教授為第一作者和通訊作者，碩士生趙偉鵬為本研究的主要完成人，宋浩杰教授和西安交通大學(xué)徐浩教授分別為論文的共同通訊作者。國家自然科學(xué)基金（21706153）和陜西省自然科學(xué)基礎(chǔ)研究計劃（2018JQ2066，2022JM-065）為該工作提供了經(jīng)費支持。該工作的發(fā)表為我國微塑料治理提供了新思路，提高了我校在微塑料研究領(lǐng)域的國際影響力。

微塑料“焦耳熱輔助電化學(xué)降解”策略示意圖

新污染物治理是我國基礎(chǔ)研究和科技創(chuàng)新的重點領(lǐng)域。微塑料（尺寸小于5毫米）是一類典型的新污染物，積極應(yīng)對微塑料污染關(guān)乎人民健康，也事關(guān)我國生態(tài)文明建設(shè)和高質(zhì)量發(fā)展。與其他氧化技術(shù)相比，電化學(xué)氧化技術(shù)在處理微塑料水污染方面具有綠色高效、速度可控、降解徹底等優(yōu)勢。然而，在電化學(xué)氧化降解微塑料的過程中，微塑料顆粒的破碎或尺寸逐漸減小也同樣難以避免，從而產(chǎn)生危害性更大的納米塑料（尺寸小于1微米）。團隊利用電化學(xué)氧化水處理過程中陽極-溶液界面溫度遠高于本體溶液的特點（界面焦耳熱效應(yīng)），針對上述問題專門開發(fā)了“焦耳熱輔助電化學(xué)降解”策略，并開發(fā)了相關(guān)配套陽極材料和反應(yīng)裝置。水中的微塑料首先被陽極截留，進而在界面焦耳熱的高溫作用下發(fā)生軟化乃至熔融現(xiàn)象，一方面實現(xiàn)了微塑料與陽極的直接電子轉(zhuǎn)移，另一方面最大程度利用了陽極上產(chǎn)生的短壽命活性物質(zhì)。不僅微塑料降解速度大大加快，而且能夠有效抑制危害性更大的納米塑料的產(chǎn)生。

功能碳基納米復(fù)合材料團隊環(huán)境電催化研究小組

附：文章信息：

Dan Shao*, Weipeng Zhao, Shiyu Ji, Changan Yang, Jikun Zhang, Ruixi Guo, Bo Zhang, Wei Lyu, Jiangtao Feng, Hao Xu*, Wei Yan, Haojie Song*, Joule heat assisting electrochemical degradation of polyethylene microplastics melted on anode, Applied Catalysis B: Environment and Energy, 2024, 357 (15): 124281.

https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2024.124281.

新聞小貼士：

邵丹，陜西科技大學(xué)材料學(xué)院副教授，能源與環(huán)境材料系主任，中國化工學(xué)會工業(yè)水處理專業(yè)委員會專家?guī)鞂＜?，陜西鈦極科達環(huán)?？萍及l(fā)展有限責(zé)任公司技術(shù)負責(zé)人，陜西科技大學(xué)高水平博士人才，功能碳基納米復(fù)合材料研究團隊成員。研究方向涉及電化學(xué)氧化廢水處理，長壽命低成本電催化電極（析氧，析氯，陰陽雙功能，臭氧等），高值化學(xué)品電合成，塑料/微塑料電化學(xué)降解轉(zhuǎn)化，電解水制氫。涉及電催化電極、電化學(xué)相關(guān)裝備的研究成果已實現(xiàn)落地產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

宋浩杰，陜西科技大學(xué)材料學(xué)院教授，中國機械工程學(xué)會高級會員，中國表面工程分會青年工作委員會委員，中國摩擦工程分會青年工作委員會委員，陜西科技大學(xué)學(xué)術(shù)骨干，功能碳基納米復(fù)合材料研究團隊負責(zé)人。主要從事碳基納米復(fù)合材料的制備及其在摩擦、環(huán)境及能源領(lǐng)域中的應(yīng)用。

（核稿：王卓 編輯：劉倩）