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我所方艳芬教授在ACS Catalysis发表论文

日期:2023-10-18  

(通讯员 吕元飞)20231016日,我所方艳芬教授在催化领域TOP期刊ACS Catalysis上发表了题为“Insights into O2 Activation via MnOOH Species on Mn-Rich Biochar”的研究成果,标志着我所在生物炭基催化剂领域研究取得了重要进展。ACS CatalysisAmerican Chemical SocietyTOP期刊,致力于发表有关多相催化、分子催化和生物催化等具有原创性的研究结果,最新影响因子为12.9,本篇论文方艳芬教授为第一作者,黄应平教授为通讯作者。

虽然富含金属的生物炭(M-BC)广泛应用于土壤修复和污染控制,但由于金属负载量较低,M-BC对分子氧(O2)的活化机理仍需阐明。在这项研究中,通过用过氧化氢(H2O2)处理低温富锰生物炭(Mn-BC)来提高其锰含量,导致MnBC-Hx的形成(其中x代表H2O2的体积,单位为毫升),MnBC-H5在活化O2方面特别有效,导致苯酚和染料的成功降解。相关表征表明,均匀分散在Mn-BC上的MnC2O4 2H2O纳米粒子外层的Mn(Ⅱ)H2O2氧化成Mn(Ⅲ)。这个过程伴随着配位H2O的去除,导致MnBC-H5Mn(Ⅲ)C2O4的形成。在可见光照射下,Mn(Ⅲ)可以与O2结合形成Mn(Ⅲ)OOH物种,这有助于电荷的转移,并产生有效降解有机物的超氧化物自由基。值得注意的是,MnBC-H5Mn(Ⅲ)在有机降解反应后保持稳定。本研究不仅为开发环境友好的生物炭基催化剂提供了理论依据,而且对生物炭的环境效应研究也有促进作用。

该研究得到了国家自然科学基金(22376118220760982213600322176110)、湖北省自然科学基金面上项目(2023AFA054)和国家111项目(D20015)的支持。

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