印染行業(yè)是工業(yè)廢水的排放大戶。目前,催化方法被認為是一種有效的紡織印染廢水處理方法,已經(jīng)在降解污染物上取得較大進展,常見的綠色清潔催化方式主要是光催化。除了光,冷熱變換(例如晝夜溫差)熱能,也是一種可以加以利用的清潔能源。在環(huán)境冷熱變換下,熱釋電材料表面可以誘導出正負電荷,并進一步在溶液中產(chǎn)生各種活性自由基(例如超氧自由基和羥基自由基)。類比于光催化的定義,這種效應可以稱為室溫熱催化。該領域研究目前在國際上剛興起,相關研究報道較少。
武崢博士在國際上較早開始從事室溫熱催化及在能源和環(huán)境中的應用研究。受到國家自然科學基金面上項目(熱釋電納米材料制備及熱-電-化學耦合效應室溫熱催化降解染料,主持,編號:51872264)等項目資助。近年來,武崢博士室溫熱催化研究相關科研成果以西安工程大學環(huán)化學院為第一/通訊作者單位在環(huán)境及化學領域著名期刊Applied Surface Science(513, 145630,2020; IF=6.7)、Journal of Advanced Ceramics(10, 338,2021; IF=16.9)、Journal of Cleaner Production (276, 124218,2020; IF=11.1)、Ceramics International(48, 10498,2022; 46, 16763,2020; 46, 12096,2020; 46, 9786,2020; IF=5.2)等中國科學院SCI一區(qū)期刊發(fā)表多篇學術論文。

近期,我院武崢博士課題組在室溫熱催化方面取得新進展。實現(xiàn)了在室溫冷熱變換下利用天然礦物材料降解染料廢水,相關研究成果以題目“Natural tourmaline for pyroelectric dye decomposition under 25–60 °C room-temperature cold-hot fluctuation”發(fā)表在環(huán)境領域著名期刊Separation and Purification Technology(327, 124971, 2023; IF=8.6)。武崢博士為第一作者,碩士生許濤聲為第二作者。西安工程大學環(huán)化學院為第一單位。電氣石(Tourmaline)是以含硼為特征的鋁、鈉、鐵、鎂、鋰的環(huán)狀結構天然硅酸鹽礦物。電氣石是一種天然的熱釋電材料。本工作中,武崢博士課題組采用天然電氣石礦物粉末材料作為催化劑,在室溫25-60攝氏度冷熱循環(huán)激勵下,經(jīng)歷25次冷熱循環(huán),羅丹明B染料的降解率可達84.7%左右。我國電氣石資源豐富、分布范圍廣泛、礦產(chǎn)品質優(yōu)良、價格便宜。本工作是國際上首次采用天然礦物作為室溫熱催化劑并用于染料廢水降解方面的研究報道。未來有望利用廉價的天然電氣石礦物材料實現(xiàn)在環(huán)境冷熱變換(例如晝夜溫差)激勵下實現(xiàn)大規(guī)模的紡織印染廢水處理。
(供稿:武崢;審核:武占省胡西民)