近日，我院乔维川、张明课题组在环境领域知名学术期刊Water Research（影响因子12.8）发表题为"Selective oxidation of organic pollutants based on reactive oxygen species and the molecular structure: degradation behavior and mechanism analysis"论文。糖心vlog为本研究第一完成单位，南京理工大学和南京大学为合作单位。（论文链接：https://doi.org/10.1016/j.watres.2023.120697 ）。张明副教授，研究生阮婧琦（现南京农业大学博士一年级），博士生王新皓（南京大学博士二年级）为共同第一作者。乔维川教授、李健生教授、陈张浩博士为共同通讯作者。张明副教授2021年7月入职南林大后，以第一/通讯作者发表SCI论文12篇，其中一区论文10篇，获得国家青年基金、江苏省省高校面上项目A类资助，污染控制与资源化国家重点实验室项目资助。
有选择地和快速消除地表水中的难降解有机污染物具有重要意义。它关系到处理工艺的选择和运行成本。开发过硫酸盐高级氧化工艺（SR-AOPs）是进一步提高AOPs在实际应用中的性能的潜在途径之一。一般来说，过硫酸盐活化可以产生自由基/非自由基，包括硫酸盐自由基、羟基自由基、超氧化物自由基和单线态氧。与OH和1O2相比，SO4•−具有更高的氧化电位，在去除难降解污染物方面得到了更广泛的应用。
然而，活性氧（ROSs）与多样化污染物分子结构之间的关系仍有待进一步阐明。在此，该团队利用聚多巴胺（PDA）辅助涂层策略制备了中空的2D碳纳米片（ZPL-HCNS）和2D Co3O4纳米片（ZPL-Co3O4），实现了自由基和非自由基的可控生成。有机污染物包括双酚、磺胺类、喹诺酮类、四环素类和偶氮染料用于评估催化性能。结果表明，含有偶氮结构的染料更容易被自由基过程降解这是由于破坏偶氮键的能量(AE)高于单线态氧由激发态到基态释放的能量，低于硫酸根自由基向硫酸盐释放的能量。前沿分子轨道理论HOMO-LUMO和福井函数阐述了可能的选择性机制。此外，该团队还进行了降解途径和生物毒性测试。本工作为说明ROS的选择性降解和污染物的分子结构提供了参考。
图1 基于ROSs种类与污染物分子结构的构效关系研究
