2022年CAIA奖一等奖:新型污染物的分析方法及降解转化机制研究
时间:2023-04-12      来源:中国分析测试协会

完成单位:山东省分析测试中心

完成人:赵汝松,谢萌,姜海龙,刘璐,王霞,赵凌曦,毕晓东,李娜,王晓利

成果简介:针对环境中新型污染物分析灵敏度低的技术难题,研发了多种新型污染物高效富集的固相(微)萃取材料,解决了传统萃取装置不耐高温和对极性污染物萃取效果差的技术难题;针对新型污染物难去除的技术难题,研发出了一系列高效钴碳基催化剂和层状双(氢)氧化物催化剂,通过活化过单硫酸盐实现了对多种新型污染物的高效降解与绿色转化。本项目在Chem. Eng. J.和J. Hazard. Mater.等期刊上共发表SCI收录论文22篇,其中中科院一区论文20篇,ESI高被引论文2篇,影响因子大于10的论文11篇,单篇他引最高136次。项目团队多人次获批国家百千万人才工程、国家有突出贡献中青年专家和泰山学者特聘专家等荣誉。

创新点及科学价值:新型污染物具有生物毒性、不易察觉、易环境累积和易生物富集等特征,已成为新的重大环境隐患,严重威胁着人民群众的身体健康。国务院《新污染物治理行动方案》和《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2022)对新污染物的监控提出了明确要求。设计构筑高性能材料并研究其对新型污染物的富集检测和催化降解是解决新型污染物分析灵敏度低和难降解等技术难题的重要手段。本项目围绕此技术难题,系统研究了功能纳米材料的可控构筑、富集性能的提升与作用机理、吸附和催化降解的性能与机制等关键科学问题,主要创新点如下:

  (一)可控构筑了多种新型纳米材料作为固相(微)萃取材料,如新型(磁性)共价-有机骨架材料、氮化硼和层状双氢氧化物纳米材料等,探究其结构特性,揭示其富集作用机理(氢键、π-π相互作用、静电引力、卤键等),结合高效液相(气相)色谱-串联质谱实现了对多种新型污染物(农药类、全氟酸类、多溴联苯醚等)的高效富集与灵敏分析,方法检出限≤1.0 ng/L;

(二)可控构筑系列高效、新型钴碳基纳米材料及层状双(氢)氧化物并将其作为活化过单硫酸盐的异相催化剂。探究其结构特性,揭示其催化机理,通过催化产生单线态氧等主要活性物质实现了对多种抗生素(磺胺类抗生素和氧氟沙星)大于97%的降解效果,并对它们在各个催化体系中的降解路径和降解产物的生物毒性进行了深入分析和评估,确保实现新型污染物的绿色转化。


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