報(bào)告題目：污染物光催化降解中的水分子活化機(jī)制

報(bào)告人：陳春城（中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所研究員）

時(shí)間：2025年3月20日10:00-11:00

地點(diǎn)：繼續(xù)教育學(xué)院303報(bào)告廳

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環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院

2025年3月18日

主講人介紹：陳春城，中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所研究員，博士生導(dǎo)師，國(guó)家杰出青年基金獲得者。1994年畢業(yè)于四川大學(xué)（原成都科技大學(xué)）化工系無(wú)機(jī)非金屬材料專(zhuān)業(yè)。2003年獲中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所獲得博士學(xué)位。主要研究方向?yàn)橛袡C(jī)污染物的光催化降解及微觀(guān)機(jī)制。作為負(fù)責(zé)人主持國(guó)家基金委創(chuàng)新群體項(xiàng)目、重點(diǎn)項(xiàng)目，科技部863課題及國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題、中科院知識(shí)創(chuàng)新重要方向性項(xiàng)目課題等，總共發(fā)表SCI學(xué)術(shù)論文120余篇，包括Nat. Catal., PNAS, Angew. Chem.，JACS.，ES&T.，Energy Environ. Sci., Chem. Soc. Rev.等。成果被他人引用10000余次。

報(bào)告摘要：在污染物光催化降解過(guò)程中，H₂O分子被光生空穴活化生成高活性羥基自由基的過(guò)程對(duì)污染物的降解起著非常重要的作用。水分子的活化過(guò)程涉及O-H鍵的斷裂，因此水分子的吸附模式和質(zhì)子轉(zhuǎn)移從根本上決定著水分子的活化效率。紅外光譜研究和理論計(jì)算發(fā)現(xiàn)以路易斯酸堿吸附的水分子，由于其電子云密度降低而不利于捕獲光生空穴被活化成羥基自由基；相反，以氫鍵模式吸附的水分子更有利于被空穴活化。通過(guò)原位電化學(xué)紅外光譜和同位素標(biāo)記技術(shù)證明了氧化鐵表面水分子氧化生成O₂的過(guò)程是H₂O親核進(jìn)攻氧化鐵表面形成的高價(jià)鐵物種（Fe^IV=O）。在此基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)許多污染如含硫污染物、亞硝酸鹽、亞砷酸鹽等污染物可以親核進(jìn)攻表面Fe^IV=O物種，發(fā)生Fe^IV=O物種向污染物的氧原子轉(zhuǎn)移反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)污染物的選擇性氧化。