光催化為協同去除六價鉻（Cr（VI））和有機污染物提供了動力，但在污染物轉化過程中，鉻中間體的生成及其潛在的氧化性可能會被忽略。清華大學水質與水生態中心副主任蘭華春團隊的最新研究揭示了鉻中間體在降解有機污染物中的關鍵作用，相關成果于2月25日發表在《環境科學與技術》上。
雙酚A（BPA）是一種有機化合物，曾被廣泛用于制造塑料奶瓶、飲料罐內側涂層等。但BPA也會導致人類內分泌失調、肥胖等，威脅著人們的健康，因此從2011年起，雙酚A被禁止用于嬰兒奶瓶生產。
目前，人們普遍利用光催化作用降解環境中的雙酚A。在本研究中，蘭華春團隊以石墨氮化碳為光催化劑，著重研究了六價鉻/雙酚A還原過程中的Cr中間體。
BPA系統和Cr（VI）/BPA系統中BPA光降解的活性物種表明，六價鉻還原過程確實促進了雙酚A的光降解。Cr配合物的電子順磁共振（EPR）和原位變溫EPR分析表明，六價鉻還原過程中生成了五價鉻中間體，并在光催化下氧化降解雙酚A。
研究團隊還通過添加電子供體亞硫酸鈉（Na2SO3），在Cr（VI）/BPA溶液中誘導BPA降解，進一步證實了五價鉻的積極作用。
此外，BPA/空氣、Cr（VI）/BPA/空氣等系統中，雙酚A的降解產物也有差異，這間接解釋了五價鉻中間體參與雙酚A降解的原因。
密度泛函理論計算表明，光生電子可以降低六價鉻轉化為五價鉻的自由能，這有助于后續五價鉻在氧化步驟降解雙酚A。
研究人員表示，這項工作有助于探索六價鉻的還原過程以及“六價鉻/有機物”體系中有機污染物的協同去除。
相關論文鏈接：https://doi.org/10.1021/acs.est.1c08440
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