寒旱区生态环境治理攻坚团队在环境领域顶刊发表高水平论文 来源：冶金与环境学院 浏览： 300次 2026-10-26

近日，学校寒旱区生态环境治理攻坚团队赵霞教授、李亚斌副教授带领研究生曹梓婷取得重要研究进展，相关成果以《Synergy of biochar-supported iron single-atom self-motivated catalysis and biochar-induced adsorption enables efficient low-consumption water purification》为题，在线发表于环境领域国际权威期刊《Water Research》。该刊为Nature Index收录期刊、中国科学院1区Top期刊，影响因子12.8。

该研究提出生物炭载体吸附协同铁单原子自驱动催化净水新策略，揭示了吸附富集强化污染物界面电子传递与催化转化的内在机制，充分展现了团队在环境功能材料与水污染控制方向扎实的科研积累与创新能力。

传统高级氧化技术依靠催化剂活化外源氧化剂产生活性氧，实现污染物降解，但普遍存在氧化剂投加量大、易引发二次污染等短板。近年来，基于金属—载体双反应中心设计的自驱动催化体系，具备无需额外投加氧化剂、绿色降解污染物的优势，是水处理领域的前沿方向。但该体系受限于污染物与催化剂界面电子转移动力学较慢，催化效率不足，催化剂投加量往往达到传统催化体系的3–5倍，制约规模化落地应用。

针对这一瓶颈问题，研究团队构建生物炭负载铁单原子催化体系（FeSAC/NC），创新提出吸附富集耦合自驱动催化的协同净水思路，系统阐明协同作用机制。研究证实，多孔生物炭可将污染物富集至铁活性位点附近，加快污染物向铁活性中心的电子转移，水体溶解氧作为辅助电子受体参与污染物转化。依托该协同效应，体系在不添加外源性氧化剂条件下，仅需同类自驱动体系十分之一的催化剂用量，即可达到相当的污染物降解效果，并且在复杂水体基质中能够稳定维持催化活性。生命周期评价结果表明，该工艺多项环境影响指标优于传统高级氧化技术，为开发面向寒旱区场景的绿色低碳水处理新技术提供理论支撑与实验依据。

该项研究坚持基础机制攻关与工程应用导向相结合，是冶金与环境学院环境学科在新污染物治理领域取得的又一标志性成果，进一步彰显了我校在寒旱区生态环境治理方向的科研实力，为学科高质量发展持续赋能。（图/文：张慧蓉；审核：赵霞）

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