近期，中国科学技术大学环境科学与工程系在异质结构催化剂用于高盐废水处理研究方面取得了新进展，以“Built-In Electric Field Augments Hypersalinity Resistance of Heterostructured Metal Oxides for Efficient Fenton-like Catalysis”为题，发表于 ACS Nano 。文章共同第一作者为博士研究生陈诚和硕士研究生王樱儒。

高级氧化工艺在应用于高盐废水处理时普遍面临能耗高、盐离子干扰强等技术瓶颈。虽然通过调控反应途径从自由基向非自由基路径转变可部分缓解盐的抑制作用，但在非均相催化体系中，在催化剂表面富集的盐离子仍会通过静电排斥和空间位阻等效应阻碍反应物的界面传质并影响其反应效率。因此，如何提高非均相催化剂的抗盐性能是高级氧化水处理技术当前面临的关键挑战。针对这一挑战，本研究设计了一种 CuO/ZnFe₂O₄ 异质结催化剂并构建了具有优异抗盐性能的类芬顿催化体系。该催化剂利用自发形成的内建电场（BIEF）强化与反应物的相互作用，同时有效削弱盐离子干扰。具体而言，催化剂中富电子的 CuO 区域通过静电排斥作用驱离氯离子（Cl⁻），而缺电子的 ZnFe₂O₄ 区域则通过增强双电层压缩，促进氧化剂过二硫酸盐（PDS）吸附及污染物扩散。得益于此，CuO/ZnFe₂O₄ 在类芬顿催化过程中展现出优异的抗盐性能，在含 500 mM Cl⁻ 的溶液中仍维持优异的催化活性。该体系在处理实际高盐废水时也展现了高稳定性，在固定床反应器中连续运行 15 小时过程中四环素（TC）去除率始终维持在 80% 以上。本研究为高盐废水处理催化剂材料和工艺的开发提供了重要参考依据。

论文链接：https://doi.org/10.1021/acsnano.5c08552