钌催化劑制氫?高級氧化技術（advanced oxidation processes，AOPs）以生成具有強氧化能力的羟基自由基為主要活性基團來處理難降解有機污染物，是處理高濃度難降解有機污染物廢水的常用手段之一近年來，AOPs中的Fenton氧化法引起了研究學者的廣泛關注，這主要是因為在Fenton反應中，Fe2 可以在常溫常壓下分解雙氧水（H2O2）産生大量羟基自由基，使其具備了高效去除難降解有機污染物的能力，在印染廢水、含油廢水、含酚廢水、焦化廢水等廢水處理中具有廣泛應用價值但到目前為止，傳統Fenton反應中H2O2的分解效率仍然處于很低的水平（<30%）為了提高反應速率，往往需要加入大量的H2O2（30～6000 mmol/L）和Fe2 （18～410 mmol/L）以生成足夠高濃度的羟基自由基等活性物種，這不僅增加了反應成本，高濃度的鐵離子還容易生成“鐵泥”引起催化反應中毒因此，越來越多的科研工作者開始尋找可用于Fenton反應分解雙氧水的助催化劑水溶性有機類助催化劑如半胱氨酸、原兒茶酸等雖然可以促進Fenton反應中鐵離子的循環，提高H2O2的分解效率，但有機助催化劑本身也會被羟基自由基降解并導緻整個AOPs體系的總有機碳（TOC）含量始終處于很高的水平，這不僅增加了反應成本，還容易造成積碳引起催化中毒，使得有機助催化Fenton體系很難實現工業化推廣，今天小編就來聊一聊關于钌催化劑制氫?接下來我們就一起去研究一下吧!

钌催化劑制氫

高級氧化技術（advanced oxidation processes，AOPs）以生成具有強氧化能力的羟基自由基為主要活性基團來處理難降解有機污染物，是處理高濃度難降解有機污染物廢水的常用手段之一。近年來，AOPs中的Fenton氧化法引起了研究學者的廣泛關注，這主要是因為在Fenton反應中，Fe2 可以在常溫常壓下分解雙氧水（H2O2）産生大量羟基自由基，使其具備了高效去除難降解有機污染物的能力，在印染廢水、含油廢水、含酚廢水、焦化廢水等廢水處理中具有廣泛應用價值。但到目前為止，傳統Fenton反應中H2O2的分解效率仍然處于很低的水平（<30%）。為了提高反應速率，往往需要加入大量的H2O2（30～6000 mmol/L）和Fe2 （18～410 mmol/L）以生成足夠高濃度的羟基自由基等活性物種，這不僅增加了反應成本，高濃度的鐵離子還容易生成“鐵泥”引起催化反應中毒。因此，越來越多的科研工作者開始尋找可用于Fenton反應分解雙氧水的助催化劑。水溶性有機類助催化劑如半胱氨酸、原兒茶酸等雖然可以促進Fenton反應中鐵離子的循環，提高H2O2的分解效率，但有機助催化劑本身也會被羟基自由基降解并導緻整個AOPs體系的總有機碳（TOC）含量始終處于很高的水平，這不僅增加了反應成本，還容易造成積碳引起催化中毒，使得有機助催化Fenton體系很難實現工業化推廣。

最近，華東理工大學張金龍教授（點擊查看介紹）和邢明陽副教授（點擊查看介紹）研究團隊與美國加州大學河濱分校的殷亞東（Yadong Yin）教授（點擊查看介紹）研究團隊通力合作，開發了首個可用于Fenton反應高效分解雙氧水的“無機助催化劑”——以硫化钼（MoS2）為代表的“表面缺陷态硫化物”。MoS2協同光催化實現了Fenton反應中鐵離子的高效循環以及H2O2的快速分解。研究發現，當H2O2和Fe2 濃度分别控制在0.4 mmol/L和0.07 mmol/L時，MoS2、WS2、Cr2S3、CoS2、PbS及ZnS等硫化物表面暴露的還原态金屬活性中心促進了Fe3 /Fe2 的循環（如上圖）。此外，光催化可以進一步促進H2O2的分解及有機分子的敏化，使得H2O2的分解效率從28%提高至75%。高效的鐵離子循環效率及較低的H2O2和Fe2 用量不僅有效抑制了鐵泥的生成，還使得硫化物無機助催化體系在10次循環反應後依舊保持對苯系有機污染物分子90%以上的TOC礦化率，遠高于傳統Fenton體系以及有機助催化體系的礦化率（~20%），甚至在無氧條件下，依舊保持對有機污染物分子96%的降解率。在工業應用方面，MoS2助催化Fenton體系還被用來直接處理工業苯系物廢水（初始COD：10400 mg/L）。反應1h後，苯系廢水的COD去除率達到65%，遠遠高于傳統Fenton反應的活性（12%），反應7小時後，COD值降低至360 mg/L，去除率達97%。

該工作近期發表在Cell Press旗下的Chem 雜志上，得到了審稿人的高度評價，審稿人認為：“不管對于科學界還是工業界，該項研究工作都是一項非常重要且令人興奮的研究成果（Overall, the results reported in this work are exciting and important for scientific community as well as industrial applications）。”該論文以華東理工大學為第一完成單位，由邢明陽副教授、許文靜（Wenjing Xu）博士及博士研究生董陳成為共同第一作者，張金龍教授及殷亞東教授為共同通訊作者。該工作得到了國家重點研發計劃及國家自然科學基金委等項目的支持。