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题名外场协同过碳酸盐活化降解有机污染物的研究进展
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作者
李祺琛
熊婷
郭佳茵
陈浩云
蒋龙波
袁兴中
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机构
湖南工商大学新能源与新材料学院
湘江实验室
湖南工商大学资源环境学院
湖南大学环境科学与工程学院
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出处
《环境科学研究》
北大核心
2025年第9期1993-2000,共8页
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基金
湘江实验室重大项目(No.24XJ01003)
湘江实验室一般项目(No.25XJ03015)
湖南省自然科学基金项目(No.2025JJ50304)。
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文摘
过碳酸盐(SPC)作为一类新型氧化剂,在高级氧化技术领域展现出显著的应用潜力。然而,传统金属/碳基催化材料活化SPC的过程中,普遍面临催化剂失活、二次污染风险及反应条件严苛等瓶颈问题,这使得依托能量精准供给与界面调控机制实现SPC氧化效能显著提升的外场效应活化技术,受到了学术界的广泛关注。为进一步明确外场效应强化SPC活化技术的微观机制和污染物去除效能影响机制,本文基于外场能量输入的核心机制,从能量传递路径、界面电子转移行为等维度系统梳理了光、等离子体、微波、超声等物理场强化SPC活化的研究进展,发现外场效应通过定向能量输入显著提升了SPC的活化效率,且不同外场展现出各具特色的活化机制与降解效果。其中紫外光通过光解SPC高效生成•OH、CO_(3)^(·−)等活性氧物种,在碱性环境中实现多种污染物高效降解;放电等离子体利用高能电子直接裂解SPC,对难降解污染物处理效能显著;光催化体系通过半导体光生电子驱动SPC分解,有效降解染料、抗生素等污染物;微波场通过热/非热效应协同加速过氧键断裂,适用于高沸点有机物处理;多场联合体系(如超声-紫外)通过能量耦合产生协同效应,使自由基生成速率和污染物去除效率大幅提升。基于上述分析,总结了目前研究存在的不足:一是传统外场(如等离子体、微波)依赖高能耗设备,且SPC投加量与能量输入的动态匹配性不足,导致运行成本居高不下;二是外场协同体系普遍存在自由基淬灭风险、副产物积累及复杂水质适应性不足等共性问题,导致在实际废水处理中稳定性不足;三是多场耦合体系存在能量竞争与协同机制不明的问题,导致工程化设计缺乏可靠依据。最后提出未来研究方向应聚焦可再生能源驱动、协同机理解析、中试平台构建及生态风险评估,以推动外场协同SPC技术的工程化应用与可持续发展。
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关键词
过碳酸盐(spc)
外场效应
高级氧化
多场耦合技术
有机污染物降解
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Keywords
percarbonate(spc)
external field effect
advanced oxidation
multi-field coupling technology
degradation of organic pollutants
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分类号
X52
[环境科学与工程—环境工程]
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