近日,无锡学院太湖流域特征新污染物识别与绿色治理重点实验室客座教授杨朕联合钱杰书教授以及英国帝国理工大学、英国伯明翰大学、巴西圣保罗大学、南京师范大学、北京科技大学等高校团队,在国际知名期刊Chemical Engineering Journal(影响因子12.5)发表研究论文,报道了一种面向蓝藻资源化利用和新污染物控制的新策略:将太湖蓝藻泥转化为高性能铁单原子催化剂,并作为粒子电极应用于三维电化学水处理系统中,实现水体中典型药物类新污染物的高效去除。

太湖蓝藻治理长期面临打捞量大、处置压力高、资源化路径不足等问题。研究团队从太湖治理实际需求出发,利用经FeCl3混凝、气浮和脱水处理后的蓝藻泥作为原料,通过热解和碱洗过程制备出蓝藻生物炭衍生粒子电极KCBC800。该材料中形成了原子分散的 Fe-N2O2活性位点,可在三维电化学体系中促进活性氧生成,从而增强污染物降解能力。
研究表明,KCBC800粒子电极对11种典型药物污染物均表现出优异去除效果,在不同pH、无机离子、天然有机质以及实际水体基质中均保持较好稳定性。与传统电化学体系和商用活性炭粒子电极相比,该体系反应速率更高、运行电压和能耗更低,处理后水体急性毒性明显下降。

该研究将太湖蓝藻泥由治理负担转化为高性能功能材料,实现了蓝藻废弃物增值利用、水中新污染物控制和低碳循环利用的有机结合,为无锡太湖蓝藻资源化利用和水环境治理提供了新的技术思路。该成果不仅拓展了蓝藻泥高值化利用路径,也为富营养化湖泊蓝藻处置、先进电化学水处理材料开发以及区域水环境治理提供了可借鉴方案。
本研究得到了国家自然科学基金面上项目(52470008)、国家自然科学基金金砖国家科研项目(52261145693)、江苏省自然科学基金杰出青年项目(BK20231519)、科技部中国-巴西青年科学家交流项目、国家留学基金委等项目资助。
(环境科学与工程学院/文、图:钱杰书;审核:姜欢)