近日，环境与生态学院何锋教授团队在类芬顿高级氧化技术的路径调控方面取得重要进展，相关研究成果以“Defect-induced electric field effects direct Fenton-like oxidation pathways towards polymerization for sustainable water treatment”为题，发表在《自然·通讯》（Nature Communications）上。
传统类芬顿技术通常以污染物完全矿化为目标，存在能耗高、碳足迹大等局限。近年来，将有机污染物定向转化为可分离高分子产物的聚合路径受到关注，有望在去除污染的同时实现碳资源的初步富集，但其反应路径的精准调控仍面临挑战。
该研究通过缺陷工程策略，对碳纳米管催化剂的缺陷密度进行精准调控，系统探究了其在活化过一硫酸盐（PMS）过程中对污染物转化路径的导向作用。研究发现，碳纳米管表面的空位缺陷能够诱导形成内建电场，这一微观结构变化促进了污染物分子与氧化剂之间的电子转移，使其更倾向于通过双电子路径生成苯氧鎓离子等聚合前驱体。同时，缺陷结构增强了对前驱体的吸附与稳定作用，从而有效引导酚类污染物发生分子间偶联与链增长。该研究揭示了缺陷诱导电场调控类芬顿氧化路径向聚合反应定向转化的新机制，为可持续水处理提供了创新思路。
论文第一作者为环境与生态学院青年教师刘邦海副研究员，2023级硕士研究生杨长坤作为第二作者为课题推进作出重要贡献。何锋教授为本文唯一通讯作者。
研究工作得到了国家自然科学基金（含杰出青年科学基金项目、创新研究群体项目、重点国际（地区）合作研究项目，青年科学基金项目）、中国博士后科学基金（含特别资助（站中）与面上资助）、无锡科学技术发展基金项目，以及中央高校基本科研业务费的资助。
论文连接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-65966-8
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