近日，水处理领域的顶级期刊Water Research杂志发表了研究所研究工作论文“Constructed electron-dense Mn sites in nitrogen-doped Mn₃O₄ for efficient catalytic ozonation of pyrazines: degradation and odor elimination”。

图文摘要

成果简介

针对目前的饮用水中存在吡嗪类物质引发异味和潜在不安全性问题，急需研发高效的降解吡嗪类物质的方法。关于吡嗪类物质的降解方法报道较少，其中报道的生物降解方法存在周期长、微生物生存条件恶劣以及降解效率低等问题。臭氧氧化工艺因其高效、迅速响应、无残留和环保等特点而备受关注，但单独臭氧氧化工艺对污染物的降解具有一定的选择性。引入催化剂可以有效促进臭氧的活化，生成活性氧物种例如^•OH，可有效促进难降解有机化合物的降解。本研究合成了一种低价态锰氧化物复合材料，该材料以制备得到的α-MnO₂为锰氧化物前驱体并利用高温煅烧过程中由尿素产生的NH₃作为掺杂N元素的来源，成功制备了N掺杂Mn₃O₄复合材料（Mn-nN）。理化学表征和密度泛函理论（DFT）计算等手段表明，Mn-nN中的形成的Mn−N结构促进了富电子 Mn 位点的形成，且富电子 Mn 位点是活化臭氧的主要活性位点。^•OH被确认为是Mn-nN催化臭氧过程中涉及的主要活性氧物种，促进吡嗪类物质高效降解和嗅味去除。