卡佛公司在《自然·通讯》(Nature communication)杂志上发表相关研究成果
2022-10-24

邻苯二甲酸酯类物质一类具有邻苯二酸甲酸结构的双酯类化合物,被广泛应用于塑料、农用地膜、涂料、墙纸、清洁剂、润滑油、个人护理品等工业用品和商品中。随着塑料老化等过程,邻苯二甲酸酯被逐渐释放进入环境,造成了大范围的环境污染。有研究报道农用地膜的大量使用导致农田土壤中邻苯二甲酸酯的浓度达到1232μg/g,由于邻苯二甲酸酯具有半挥发性,从墙面涂料释放到室内空气中邻苯二甲酸酯的检出浓度有的甚至高达720ng/m3。由于邻苯二甲酸酯具有内分泌干扰毒性,其环境污染和随之带来的对人体健康的威胁越发受到关注。

针对邻苯二甲酸酯的土壤和空气污染,目前仍然缺乏足够的重视,以及有效的降解技术和手段。土壤中的邻苯二甲酸酯尽管可以通过微生物降解,但是微生物在不同土壤背景和环境条件下如何保持活性是一个很大的挑战。而对于空气中的邻苯二甲酸酯目前还没有有效的降解手段,采用活性炭等传统吸附材料吸附可能是一种去除手段,但是吸附后的活性炭需要进一步妥善处理,如果不妥善处置,被吸附的邻苯二甲酸酯可能会被释放二次进入环境。光催化可能是另一种处理手段,但是需要光照激发的反应条件限定了该技术的使用场景。因此,采用矿物颗粒吸附邻苯二甲酸酯并继而催化其水解降解可能是更为有效且更为实用的一种降解技术。

赤铁矿是一种常见的铁氧矿物。由于其具有可塑性极强的催化活性和环境友好性,被广泛应用于污染物催化降解等环境治理应用场景。赤铁矿的催化活性往往取决于其表面性质。某些案例也表明,赤铁矿的不同晶面对污染物的催化活性表现出极大的差异。到目前为止,赤铁矿晶面控制的反应已经被大量研究,包括光芬顿反应、催化氧化、水解、吸附等。其中,晶面控制的水解反应相关研究很少。赤铁矿的不同晶面对于邻苯二甲酸酯类物质的催化降解研究目前还没有相关研究报道。因此,对赤铁矿的晶面效应的掌握和利用也许可以发展为一种高效的强化邻苯二酸甲酸酯降解的技术手段。

该研究成果近期以“Facet effect of hematite on the hydrolysis of phthalate esters under ambient humidity conditions”为题,发表在Nature communication上。论文第一作者金鑫博士,周绍达工程师为文章共同作者。