材料学院邵丹/宋浩杰团队在微塑料降解领域取得重要突破

近日，我校材料科学与工程学院（文物保护科学与技术学院）邵丹副教授/宋浩杰教授研究团队在微塑料降解领域取得突破性进展，相关研究成果以“Joule heat assisting electrochemical degradation of polyethylene microplastics melted on anode”为题发表在环境与能源领域国际顶级期刊《Applied Catalysis B: Environment and Energy》（IF=22.1）上。我校为论文第一通讯单位，邵丹副教授为第一作者和通讯作者，硕士生赵伟鹏为本研究的主要完成人，宋浩杰教授和西安交通大学徐浩教授分别为论文的共同通讯作者。国家自然科学基金（21706153）和陕西省自然科学基础研究计划（2018JQ2066，2022JM-065）为该工作提供了经费支持。该工作的发表为我国微塑料治理提供了新思路，提高了我校在微塑料研究领域的国际影响力。

微塑料“焦耳热辅助电化学降解”策略示意图

新污染物治理是我国基础研究和科技创新的重点领域。微塑料（尺寸小于5毫米）是一类典型的新污染物，积极应对微塑料污染关乎人民健康，也事关我国生态文明建设和高质量发展。与其他氧化技术相比，电化学氧化技术在处理微塑料水污染方面具有绿色高效、速度可控、降解彻底等优势。然而，在电化学氧化降解微塑料的过程中，微塑料颗粒的破碎或尺寸逐渐减小也同样难以避免，从而产生危害性更大的纳米塑料（尺寸小于1微米）。团队利用电化学氧化水处理过程中阳极-溶液界面温度远高于本体溶液的特点（界面焦耳热效应），针对上述问题专门开发了“焦耳热辅助电化学降解”策略，并开发了相关配套阳极材料和反应装置。水中的微塑料首先被阳极截留，进而在界面焦耳热的高温作用下发生软化乃至熔融现象，一方面实现了微塑料与阳极的直接电子转移，另一方面最大程度利用了阳极上产生的短寿命活性物质。不仅微塑料降解速度大大加快，而且能够有效抑制危害性更大的纳米塑料的产生。

功能碳基纳米复合材料团队环境电催化研究小组

附：文章信息：

Dan Shao*, Weipeng Zhao, Shiyu Ji, Changan Yang, Jikun Zhang, Ruixi Guo, Bo Zhang, Wei Lyu, Jiangtao Feng, Hao Xu*, Wei Yan, Haojie Song*, Joule heat assisting electrochemical degradation of polyethylene microplastics melted on anode, Applied Catalysis B: Environment and Energy, 2024, 357 (15): 124281.

https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2024.124281.

新闻小贴士：

邵丹，陕西科技大学材料学院副教授，能源与环境材料系主任，中国化工学会工业水处理专业委员会专家库专家，陕西钛极科达环保科技发展有限责任公司技术负责人，陕西科技大学高水平博士人才，功能碳基纳米复合材料研究团队成员。研究方向涉及电化学氧化废水处理，长寿命低成本电催化电极（析氧，析氯，阴阳双功能，臭氧等），高值化学品电合成，塑料/微塑料电化学降解转化，电解水制氢。涉及电催化电极、电化学相关装备的研究成果已实现落地产业化应用。

宋浩杰，陕西科技大学材料学院教授，中国机械工程学会高级会员，中国表面工程分会青年工作委员会委员，中国摩擦工程分会青年工作委员会委员，陕西科技大学学术骨干，功能碳基纳米复合材料研究团队负责人。主要从事碳基纳米复合材料的制备及其在摩擦、环境及能源领域中的应用。

（核稿：王卓 编辑：刘倩）