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張延榮教授團隊今年又在環境領域國際知名期刊Carbon上發表研究成果

作者:  日期:2019-09-20 11:32:09  瀏覽:


日前獲悉,在國際科技合作項目(Nos. 2013DFG50150 and 2016YFE0126300)以及校國際合作專項的支持下,我院張延榮教授團隊在Carbon期刊上發表了關于氮摻雜碳材料活化過一硫酸鹽在環境領域應用的研究成果(Y. Zang, H. Pan, M. Murugananthan, P. Sun, Y. Zhang. Glucose and melamine derived nitrogen-doped carbonaceous catalyst for nonradical peroxymonosulfate activation process, Carbon, (2019).)。該論文以華中科技大學環境科學與工程學院為第一完成單位,張延榮教授為通訊作者,2017級碩士張玉為第一作者。Carbon為碳材料領域的國際知名專業期刊,致力于碳材料和碳納米材料的科學進步及在環境領域的應用,2018年影響因子為IF=7.5。

這也是繼2018年來張延榮教授團隊再次在Carbon期刊上發表的第2篇有關碳材料的高水平研究成果,第一篇為(Zhang K, Sun P, Faye MCAS, Zhang Y. Characterization of biochar derived from rice husks and its potential in chlorobenzene degradation. Carbon. 2018;130:730-40.)。張延榮教授團隊不僅在光催化研究領域取得了不俗的研究成果,也同時致力于碳材料在環境領域的應用研究,團隊在近年來碩果累累,連續在國際知名期刊如Applied Catalysis B: Environmental20181篇及20192篇,IF=14.2),Environmental Science & Technology2019年,IF=7.2),Journal of Hazardous Materials2019年,IF=7.6),Carbon2018年及2019年,IF=7.5),及Environmental Pollution2018年,IF=5.7)等發表研究成果,并申請得到7項相關發明專利。

該研究采用葡萄糖和三聚氰胺分別作為碳源和氮源制備得到一種無金屬氮摻雜碳材料,制備方法簡單且全程無金屬參與,并將其用于高效活化過一硫酸鹽(PMS)處理水體中的有機污染物。經過表征證實,材料成功實現氮摻雜。氮摻雜有效提升了材料的催化活性,比例優化后的CN-1000-0.1樣品展現出活化PMS用于苯酚降解的最佳性能,活化能低至2.79kJ mol -1,其苯酚降解速率為氮摻雜前碳底物C-1000/PMS體系的29倍。猝滅試驗和EPR實驗結果表明, CN-1000-0.1 / PMS系統氧化苯酚是通過完全非自由基途徑實現的,苯酚降解路徑主要是通過電子轉移,其次是單線態氧(1O2)的作用。而且材料對具有不同取代基的各種芳香族化合物可依據其電離電勢(IP)進行選擇性降解。除此之外,該研究通過實驗和理論研究首次提出和證明了吡咯-N在電子轉移途徑中的重要作用,它對PMS有較好的親和性,可作為主要活性位點驅使電子向PMS轉移。


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https://doi.org/10.1016/j.carbon.2019.09.050


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