Cu2O@β-CD类Fenton反应选择性增强降解BPA

摘要

持久性有机污染物(POPs)广泛分布在空气,水,土壤,甚至在人体中也有发现,具有世界范围可迁移性和生物累积性,给人类健康和社会环境带来危害,因此如何有效解决这一现状成为当前重要议题.传统降解POPs的方法由于反应条件苛刻、处理费用高、工艺流程复杂、易产生二次污染等原因使其商业化推广受到了限制.类Fenton反应作为高级氧化技术典型代表之一,具有简单、高效、低成本等特点.β环糊精(β-CD)分子结构具有略呈锥形的中空圆筒立体环状结构，环状结构的外缘亲水而内腔疏水，提供了疏水结合部位，可以将双酚A(BPA)等典型的POPs选择性吸附形成包合物，在处理环境有机污染物方面发挥了重要作用。将原始β-CD与类Fenton试剂氧化亚铜相结合，使β-CD固定于氧化亚铜纳米材料表面，利用β-CD的高效吸附能力将污染物分子吸附于空腔之中，进而形成“BPA-β-CD-CU2O”三元复合物，缩短催化中心产生羟基自由基进攻污染物的距离，最终实现污染物的高效降解。氧化亚铜可以在近中性甚至弱碱性pH环境中起到良好的催化效果。在真实的污染体系中，由于各种复杂有机质的存在，可能与金属氧化物产生络合作用将催化剂与过氧化氢隔开，从而抑制了反应的继续发生。但由于β-CD对BPA存在分子选择性吸附和主客体相互作用，选择性吸附BPA阻止有机质与催化剂的络合，保持催化反应的持续有效进行，使CU2O@β-CD在中性真实污染环境中降解更加高效。