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综述:废水中儿茶酚去除的最新进展与环境友好方法
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月13日 来源:Journal of Water Process Engineering 6.3
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这篇综述系统探讨了工业废水中持久性有毒污染物儿茶酚(C6 H4 (OH)2 )的去除技术,重点分析了吸附、高级氧化工艺(AOPs)、生物修复(微生物/酶催化)及混合方法的效率与挑战,为开发绿色、低成本的水处理方案提供理论支撑。
儿茶酚的毒性与环境挑战
作为邻苯二酚类化合物,儿茶酚因其高水溶性和氧化活性成为工业废水中的顽固污染物。其通过产生活性氧(ROS)和醌类中间体,对水生生物造成代谢紊乱,并可能通过食物链引发人类肝肾功能损伤甚至致癌。
吸附技术的突破
新型吸附材料如功能化石墨烯(Iqbal et al., 2023)和MAF-5衍生碳(Nam et al., 2025)展现出超高吸附容量,其中生物质活性炭对儿茶酚的去除率可达99.23%(Sharma et al., 2024)。但再生成本与竞争性离子干扰仍是瓶颈。
高级氧化工艺的革新
铜催化湿式过氧化(CWPO)在Cu/Al2
O3
催化剂作用下实现91%矿化率(Zhang et al., 2025),而碱性臭氧氧化可选择性生成顺式粘康酸(Katayama et al., 2024)。Z型异质结光催化剂通过模拟光合作用提升自由基产量。
生物修复的协同效应
藻类Crypthecodinium cohnii通过CatA/B基因通路降解儿茶酚,同时合成多不饱和脂肪酸(Zou et al., 2023)。固定化漆酶在pH=7时保持80%活性,但酶稳定性仍需优化。
混合技术的未来方向
吸附-光催化联用体系将去除效率提升至传统方法的2.3倍,而电生物反应器结合了生物降解与电化学氧化优势。未来需开发可回收纳米催化剂(如Fe3
O4
@TiO2
)并探索AI驱动的工艺优化。
工业应用瓶颈
三铁四氧化物/TiO2
光催化剂在pH=3时60分钟完全降解儿茶酚(Tahergorabi et al., 2022),但规模化应用中能源消耗与副产物控制仍是关键挑战。
绿色转型路径
建议优先开发农业废弃物吸附剂、太阳能驱动AOPs系统,并通过组学技术定向改造降解微生物菌株,以实现经济性与生态安全的平衡。
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