近日，浙江师范大学地环学院孙彦龙副教授在环境科学领域国际顶级期刊Environmental Science & Technology (ES&T)上发表“Unraveling the Reciprocal Enhancement Mechanism in a Pd-Gr + BDD Electrochemical System for High-Efficiency Degradation of Tetrabromobisphenol A”为题的论文。ES&T为环境科学领域最具影响力的学术期刊之一。浙江师范大学为第一完成单位，孙彦龙副教授为该论文的第一作者，硕士研究生冯航洋为第二作者。
基于电催化氧化的电化学水处理技术具有氧化效率高、无需外加药剂等诸多优势，但其对溴代阻燃剂类难氧化污染物处理效果有限，矿化困难。如何充分利用电化学水处理体系中的氧化还原过程，阐明氧化、还原物种协同机理，是当前电化学水处理技术亟待解决的核心问题之一。TBBPA是全球产量最大、应用最广溴系阻燃剂之一，同时也是难氧化有机污染物的典型代表，具有高毒性与生物蓄积性，已被多国列入SVHC（高度关注物质）候选清单。然而，因TBBPA成本效益高、阻燃性能优异，短期内仍难以被完全替代。
本研究以TBBPA为目标污染物，系统分析了阴阳极氧化、还原物种的种类、比例对溴代阻燃剂降解过程的影响机理。当使用BDD阳极并对阴极活性物种优化后，相同时间内，TBBPA矿化度可由2%，提升至98%。结合实验数据、原位光谱、理论计算阐明了体系内TBBPA的高效矿化过程由阳极·OH 、阴极H*、1O2、·OH多种活性物种共同完成，阴极还原物种稳态浓度并非越高越好。降解过程始于阴极界面H*还原，经由液相1O2氧化及阳极界面·OH氧化后被深度矿化。该研究为电化学水处理技术中阴、阳极的协同过程提供了理论支撑，对电化学水处理体系能量效率、处理效率的双重瓶颈突破提供了技术支持，为低碳转型背景下电化学水处理技术的进一步发展提供了新的思路。
该论文工作得到国家自然科学基金、省自然科学基金、金华市科技项目的资助。
原文链接：https://doi.org/10.1021/acs.est.5c18638
