Co-MoS2/ZnO介导的压电-光催化-类芬顿三元耦合系统实现有机污染物高效资源化转化

针对废水处理中温室气体排放及酸性腐蚀难题，华东理工大学团队开发了Co-ZOM介导的压电-光催化-类芬顿(PMS/US/Light)三元耦合系统，实现苯酚16.6%转化率及114.8 μmol·g-1·h-1 CO产率，中性pH环境规避设备腐蚀风险，LCA评估证实其碳减排优势，为高盐废水资源化提供新范式。

　　

论文解读
全球污水处理行业贡献1-2%碳排放，传统类芬顿技术虽能降解污染物却面临强酸性腐蚀与低效转化双重困境。华东理工大学邢明阳团队创新性构建Co-MoS₂/ZnO(Co-ZOM)三元耦合系统，通过压电-光催化协同类芬顿反应，将有机污染物定向转化为高附加值CO，相关成果发表于《Water Research》。

研究采用水热合成结合光沉积技术制备Co-ZOM催化剂，通过TEM/SEM表征异质结形貌，利用电子顺磁共振(EPR)检测活性氧物种(ROS)，结合高效液相色谱(HPLC)分析中间产物，并采用生命周期评估(LCA)量化环境效益。

主要结果

1. 催化剂设计：Co-ZOM-2中ZnO微棒与MoS₂纳米片形成II型异质结，Co纳米颗粒激活PMS，电荷分离效率提升3.2倍。
2. 性能突破：三元系统(Co-ZOM/PMS/US/Light)实现344.3 μmol g^-1 CO产率，较单系统提升8.5倍；中性pH下苯酚转化率较酸性条件提高2.1倍。
3. 机制解析：顺序氧化-还原路径先通过·OH/SO₄^·-氧化苯酚为碳酸盐，再经压电电场驱动CO₂选择性还原为CO。
4. 实际应用：在高盐废水(含10% NaCl)中COD去除率保持82%，且ZnO持续调节pH至6.5-7.5。

结论与意义
该研究开创了废水处理与碳资源化协同新策略：① 通过异质结工程优化电荷传输路径；② 中性反应条件突破传统芬顿技术瓶颈；③ LCA显示碳足迹降低37%。技术可扩展至制药、印染等高浓度有机废水处理，为循环经济提供范例。