近期,我系青年教师王泽华在高级氧化技术处理农药废水领域取得原创性研究成果,并在中科院一区TOP期刊Chemical Engineering Journal(IF=13.2)发表研究论文《Mechanism insights into the degradation of thiamethoxam based on partial Fe-substituted Co3S4 for effective activation of PMS: Experimental and theoretical calculations》。
噻虫嗪(THX)是一种典型的新烟碱类农药,在水生环境中表现出潜在生态毒性。本研究采用实验和DFT计算相结合的方法,研究Fe部分取代Co3S4(FexCo,x=0.01、0.03、0.05、0.07、0.09和FeCo2S4)对PMS的有效活化和THX的降解。结果表明,Fe掺杂延长催化剂中的Co-S键,促进了硫空位的形成,从而增强PMS的吸附和电荷转移能力。其中,Fe0.03Co具有最快的降解速率(0.511 min-1)、最佳的PMS吸附稳定性(1.11 eV)、更多的电子转移(0.72 e-)和较长的O-S键(1.468 Å),能够优先活化PMS和降解THX。在Fe0.03Co/PMS/THX降解体系中,反硝化和羟基化过程在THX的毒性减弱中起到重要的作用。此外,Fe0.03Co/PMS具有一定的稳定性和重复使用性,其在农田灌溉水中对THX的降解效率可达80%。该研究不仅阐明了Fe取代Co3S4催化剂的性能增强机制,还为硫化物金属在农药废水高级氧化处理中的应用提供了支持。

相关工作以河北大学为第一单位和通讯单位发表,生态环境系王洪杰教授为通讯作者,青年教师王泽华为第一作者,硕士研究生彭自阳主要参与了该项研究。该工作受到国家自然科学基金重点基金项目(42330705)、河北省“燕赵黄金台聚才计划”骨干人才项目(HJZD202507)等基金项目以及白洋淀流域生态保护与京津冀可持续发展协同创新中心的支持。
论文链接:https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.172441