近段時間以來，資源與環境學院丁耀彬副教授課題組在非自由基環境化學方面取得重要研究進展。8月15日，研究成果以Ru(III)-Periodate for High Performance and Selective Degradation of Aqueous Organic Pollutants: Important Role of Ru(V) and Ru(IV)為題，在Environmental Science & Technology上在線發表（2023, doi.org/10.1021/acs.est.3c02582）。該文還被選為補充封面（Supplementary Journal Cover）。我校研究生李德芬娜和潘聰為文章共同第一作者，丁耀彬副教授和澳大利亞阿德萊德大學王少彬教授為通訊作者，我校為第一署名單位。

圖片摘要。   資環學院供圖

高碘酸鹽（periodate，PI）當pH=4時，氧化還原電位為+1.6 V，作為一種氧化劑已被應用于水凈化及消毒等領域，但PI單獨氧化有機污染物大多效果不佳或反應速率不能滿足實際應用需要。因此，如何增強PI的氧化能力具有重要的科學和應用價值。該論文以Ru(III)離子為催化劑，構建了Ru(III)/高碘酸鹽反應體系，實現了對水中有機污染物的高效氧化，其催化降解卡馬西平的性能比其他金屬催化體系高出至少兩個數量級。更為重要的是，該論文還證實了反應體系中的Ru(V)=O的主導作用，采用X射線吸收譜和擴展X射線吸收精細結構擬合，率先揭示了Ru(V)=O的化學結構；設計探針實驗，闡明了Ru(V)=O在一電子和兩電子氧化中的Ru催化循環過程及Ru(IV)在一電子氧化中的重要作用。這一研究極大地豐富了對Ru催化循環過程與機制的認識。

相對于活性自由基，Ru(V)=O氧化還原電位較低，但半衰期更長（純水中，122min），有效濃度更高，可在較長時間內與有機污染物反應，有利于有機物的選擇性氧化。Ru(III)/高碘酸鹽體系還具有催化劑用量少（μM級）、氧化劑分解產物無毒、一定程度抗共存陰離子和天然有機質等雜質干擾等優點，這為快速選擇性去除水中有機污染物提供了一種高效的處理方法。

Environmental Science & Technology為美國化學協會出版的環境領域的自然指數（Nature Index）期刊，主要報道環境及其保護相關科學、工程和政策分析方面的研究成果，在環境領域具有較高的國際影響力。