近日，由我校刘小楠教授领衔的“绿色化工与废物资源化”协同创新团队聚焦高盐废水处理与资源化利用，围绕高盐及复杂水体中难降解有机污染物高效去除、复杂离子环境下催化反应强化以及高氯盐水电化学资源转化等关键问题开展系统研究，取得系列新进展。相关成果相继发表于Materials Futures、Langmuir、Journal of Physics and Chemistry of Solids等国际权威期刊。相关研究从机械能驱动原位高级氧化、多场协同强化污染物降解以及高氯盐水电催化资源化等不同维度，为高盐废水低药耗处理和盐水资源化利用提供了新材料设计与反应调控思路。
成果一： Constructing amorphous ZnCdS/Bi4Ti3O12-Ov heterostructure for enhancing piezocatalytic coupled Fenton-like reaction toward efficient wastewater purification and unraveling the mechanism
高盐有机废水中通常存在大量共存离子和难降解有机污染物，传统芬顿氧化不仅依赖外加H2O2，而且面临药剂运输储存成本高、安全风险以及复杂水质条件下反应效率受限等问题。针对上述问题，团队构建了无定形ZnCdS/氧空位Bi4Ti3O12异质结构（AZCS/BTO-Ov），利用压电效应将机械能转化为化学能，实现H2O2原位生成，并进一步与Fe2+耦合构建压电催化-类芬顿反应体系。该材料具有较高的H2O2生成速率和快速的污染物去除率。从高盐废水应用角度看，该体系对废水中HCO3−、H2PO4−、NO3−、Cl−等共存阴离子表现出较好的抗干扰能力。与此同时，在实际废水连续流实验中，该体系连续运行12 h仍保持约90%的污染物去除效率，展现出良好的连续处理潜力。该研究减少了传统芬顿体系对外加H2O2的依赖，为利用水流、振动等机械能驱动高盐有机废水原位高级氧化提供了新的技术思路。论文通讯作者为刘小楠教授，第一作者为郝爱泽副教授，论文DOl:10.1088/2752-5724/ae5319
成果二：Dual Piezo-/Photocatalytic Synergistic Coupling in Ag NP Decoration BiOIO3 Composites for Efficient Degradation of Organic Pollutants
高盐工业废水往往伴随染料、医药化合物等难降解有机污染物，同时大量无机离子的存在会影响活性氧物种生成和污染物传质过程。针对单一光催化体系光吸收能力不足、光生载流子易复合以及复杂水质适应能力受限等问题，团队采用固相化学反应与光还原方法构筑了Ag纳米颗粒修饰BiOIO3复合材料（Ag-BiOIO3），通过光催化与压电催化协同作用实现污染物快速降解。研究结果表明，在光－压电协同条件下，Ag-BiOIO3对罗丹明B表现出高的反应速率常数和降解效率，体现出显著的多场协同效应。材料同时具有良好的循环稳定性；在不同水质条件下，污染物降解效率仅出现小幅下降，表明材料在含多种无机离子的复杂水体中具有较好的适应基础。该研究为进一步构建适用于高盐、多离子复杂废水的多能场协同催化体系提供了材料和机制基础。论文通讯作者为刘小楠教授和郝爱泽副教授，第一作者为叶宇玲博士和本科生曾孝蓉，论文DOI：10.1021/acs.langmuir.6c03748
成果三：Anion-regulated multiphase heterostructures in CoFeCe electrocatalysts for efficient alkaline oxygen evolution
高盐废水深度处理及资源化过程中会产生大量高盐浓水，其进一步减量化和资源化利用是高盐废水“近零排放”过程中的重要环节。将高盐水用于电催化水分解，有望实现水资源与氢能协同利用，但高浓度Cl−会引起竞争性析氯反应，并造成催化剂腐蚀溶解和活性衰减。针对这一问题，团队采用阴离子调控相演化策略，通过硫化、磷化和硒化调控CoFeCe前驱体结构，其中硒化过程形成由CoSe2、CoFe2O4、CeO2和残余CoFe-LDH组成的多相异质结构，实现导电性、界面活性与结构稳定性的协同提升。在碱性海水中，CoFeCe-Se催化剂达到10 mA·cm−2电流密度仅需217 mV过电位，并表现出优异的运行稳定性。研究发现，该多相异质结构能够有效缓解高浓度Cl−对催化活性位点的侵蚀，并抑制竞争性析氯反应。多相界面之间的电子耦合以及Ce3+/Ce4+动态氧化还原过程共同维持了高氯环境下的高效电荷转移。该研究从抗氯腐蚀、抑制析氯和强化析氧三个方面为高盐水电化学转化提供了新的催化剂设计策略，也为高盐废水浓盐水由“末端处置”向“资源化利用”拓展提供了新思路。论文通讯作者为刘小楠教授和王兰博士（获2026年国家自然科学基金青年科学基金项目C类资助），第一作者为黄凯研究生，论文DOI：10.1016/j.jpcs.2026.114032
上述系列研究围绕高盐废水污染物高效去除和盐水资源化利用，通过异质结构筑、缺陷调控、多能场协同和阴离子调控相演化等策略，分别针对高盐废水处理中氧化剂外加成本高、复杂离子干扰明显以及高氯环境催化剂易腐蚀失活等关键问题开展探索，为构建低药耗、高效率、耐复杂盐环境的废水处理与资源化技术体系提供了新的理论依据。相关工作得到四川省科技计划、“盐都百千万英才计划”创新团队、四川轻化工大学“652”科研创新团队和人才引进等项目的资助。
【复审：何泽彬 终审：许筠柱】
