化学进展

作者：杨世迎, 马锡淼

单位：<sup class=\mag-xml-aff-label-sup added-by-sys\>1</sup> 海洋环境与生态教育部重点实验室 青岛 266100,<sup class=\mag-xml-aff-label-sup added-by-sys\>2</sup> 山东省海洋环境地质工程重点实验室 青岛 266100,<sup class=\mag-xml-aff-label-sup added-by-sys\>3</sup> 中国海洋大学环境科学与工程学院 青岛 266100

关键词：新污染物,微电解填料,黏结剂,造粒,性能强化,作用机理

基金：国家自然科学基金(52370089),山东省自然科学基金(ZR2024ME131)

在面对难降解且高毒性的卤代有机物、抗生素等新污染物时，微电解填料可以借助直接的电子还原和电化学氧化等手段，有效地瓦解这些污染物分子的化学结构，达成深度矿化的效果。然而，传统的微电解填料仍存在诸多棘手问题，比如填料的稳定性欠佳、使用寿命较短、容易出现板结与钝化现象，致使反应器堵塞，进而需要频繁地更换填料。通常研究人员采用造粒来强化铁粉与活性炭粉之间的界面键合强度来解决这些问题，但以往的研究往往侧重于填料的组成成分或制备手段对填料性能的影响，黏结剂的作用隐微难见。研究发现，黏结剂在微电解填料性能强化进程中实则扮演着“幕后功臣”的角色，其官能团和化学结构对填料的性能有着深远的影响，不但能够优化填料的机械强度，提升填料的稳定性与抗钝化能力，改善传质过程，避免填料板结，延长填料的使用周期，还可以提高电子的利用率，催化反应的发生，从而进一步强化对新污染物的降解活性。鉴于此，本文系统总结了在不同造粒方法中常用黏结剂的界面键合机理，剖析了黏结剂强化微电解填料性能的深层作用机制，探讨了黏结剂种类与含量对填料性能的影响规律，并对开发新型高性能黏结剂材料，优化黏结剂在填料制备过程中的工艺参数，深入探索黏结剂填料活性成分之间的作用机制等方面进行了展望，以期促进微电解填料在环境治理领域的发展。

来源：2025年第8期

《化学进展》期刊编辑部

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