随着中國經濟的持續快速發展，環境污染問題日益嚴重，國家和人民對資源與環境問題的重視程度也越來越高，正值中共二十大勝利召開之際，特組織舉辦“智慧引領可持續，青春獻禮二十大”環保科技節展覽會。本活動旨在通過優秀學術成果展、科研學術講座等一系列活動，使同學們深入了解環境領域研究現狀，帶領同學們感受科學助力國家發展的魅力。
2022年12月14日14：30，由88858cc永利官网研究生會承辦，88858cc永利官网遙感信息工程學院研究生會協辦的“智慧引領可持續，青春獻禮二十大”學術講座活動于線上成功舉辦。本次講座邀請了88858cc永利官网博士研究生馬永松師兄作為主講人，分享了題目為“熔鹽電解法制備Co@C基催化劑用于催化降解典型有機污染物的研究”的講座。
馬永松師兄首先介紹了中國水體環境污染現狀、主要水體污染物及其特點。其中，難降解有機污染物的去除是環境修複的難點，基于硫酸根自由基的高級氧化技術（SR-AOPs）是一種處理難降解有機污染物的有效手段，而制備兼具高活性和穩定性的催化劑是促進SR-AOPs走向工程應用的關鍵。核殼結構碳包覆金屬催化劑（Metal@C）能夠在保持高催化活性的同時降低金屬浸出率。目前，該催化劑的制備不易對金屬核和碳殼的組成結構進行調控，故而缺少對碳包覆金屬催化劑的組成結構與其催化活性與穩定性關系的認識。
馬永松師兄采用熔鹽電解技術，以溫室氣體CO2作為制備碳包覆金屬催化劑的無機碳源，可實現CO2的捕集轉化。接着，馬師兄将傳統電解法和熔鹽電解法相對比，提出傳統技術金屬核的催化石墨化作用較低，包覆結構相對不完整，而熔鹽電解法可以充分發揮金屬核的催化石墨化作用，形成的包覆結構緻密且完整，且Co和C元素均勻分布在催化劑中，初步證實該制備方法的可行性。随後，馬師兄講解了Co@C基催化劑的形成過程，金屬氧化物首先被還原成金屬納米顆粒，進一步作為納米微電極沉積碳，接着碳原子溶解、析出，形成排列有序的石墨層，從而形成具有核殼結構的Co@C催化劑。實驗結果表明，該催化劑對活化PMS降解DEP表現出高效的催化降解效能。
除了優異的催化性能外，催化劑的穩定性也不容忽視。馬師兄提出可以通過引入催化石墨化性能更優異的金屬Ni，制備碳包覆雙金屬催化劑，從而提高催化劑的穩定性。随後，馬師兄考察了催化劑結構組成對活化PMS催化降解SMX的影響規律和機制及碳殼石墨化程度與催化劑穩定性的構效關系。實驗結果表明，雙金屬核殼型催化劑對SMX的催化氧化性能優于單金屬催化劑，且随着前驅體中Ni含量的增加，碳殼的石墨化程度增加，表明金屬Ni具有更好的催化石墨化功能。接着，馬師兄通過DFT理論計算及電化學測試，發現Ni和Co的協同作用增加了催化劑的電子态密度、電荷密度差，促進了O-O鍵的斷裂，這有利于PMS分子的活化。最後，馬師兄構建了雙金屬核殼型催化劑石墨化程度與金屬Ni/Co浸出率的構效關系，發現催化劑碳殼的石墨化程度越高，Ni/Co的浸出率越低，兩者呈負相關。
在馬師兄亦講亦交流的分享中，本次講座迎來終章。後續的講座将邀請更多優秀的嘉賓為同學們帶來寶貴的經驗分享，讓我們拭目以待！
“智慧引領可持續，青春獻禮二十大”環保科技節展覽會是88858cc永利官网第十七屆研究生學術科技節一般項目。活動舉辦成效良好，吸引了相關專業領域同學的廣泛關注，得到了一緻好評。此次“環保展覽會”屬我院首次舉辦，對活動内容方面進行了創新，推出優秀學術成果展、科研學術講座等一系列活動，使同學們深入了解環境領域研究現狀，帶領同學們感受科學助力國家發展的魅力。
文本：侯亮輝，張钰
供圖：侯亮輝
