我校张立秋教授团队以城市水安全与可持续利用需求为导向，围绕城市饮用水/再生水中高风险有机物高效降解技术中的关键科学问题开展系统研究，研发了基于非均相高级氧化深度处理——活性氯物种氧化消毒两级屏障的水中高风险有机物高效净化成套技术（图1），能够显著节约净化成本、提高净水效率，为饮用水/再生水/工业废水/径流雨水等水体中难降解、高风险有机物的高效、稳定降解提供了新的技术方案。该项成果荣获高等学校科学研究优秀成果奖（科学技术）自然科学奖二等奖。
图1高效净水成套技术方案
研究提出并证实了固相催化剂界面体相电子转移诱导过氧化氢产生强氧化能力的活性物种羟的方法与理论（图2），研发出介孔Cu/MnO2催化过氧化氢高级氧化除污染技术，具备反应活性强、污染物氧化效率及氧化剂利用效率高等特点，解决了传统Fenton水处理技术的弊端和应用局限性，能大幅减少过氧化氢的使用量30%以上，能够显著降低其衍生水处理技术的运行成本。
研究基于介孔孔道对于类Fenton反应的强化效应（图2），采用表面活性软模板和介孔二氧化硅硬模板调控LaCoO3介孔结构，发明了介孔LaCoO3活化过硫酸盐水处理技术，拓宽了LaCoO3在中性范围活化过硫酸盐的能力，能够有效限制LaCoO3结构中镧（La）和钴（Co）的流失，延长催化剂的使用寿命。
图2 介孔孔道效应与电子迁移能力诱导过氧化氢产生高氧化能力活性物机制
研究发现并证实了固相催化剂介孔表面生长的羟基更有利于促进臭氧分解产生活性物种羟基自由基的方法与理论（图3），研发出改性铁/锰-铝土矿催化臭氧氧化除污染技术，发展了传统催化臭氧氧化除污染技术，使得催化剂在使用过程中活性组分铁锰流失率低、寿命长，同时载体价格低廉，是一种适宜在饮用水/污水深度处理过程中应用的新型水处理技术。
图3 介孔表面羟基催化臭氧氧化除污染技术
研究阐释了氯/二氧化氯消毒工艺中活性氯物种调控机制，揭示了高活性氯组分对高风险有机物的氧化特性（图4）。基于此提出了调控溶液pH和氯离子浓度定向调控氯氧化过程中产生氯活性物种的安全氯化消毒技术，实现氯化消毒过程中性条件下高风险有机物的高效去除。
图4 氯和二氧化氯消毒工艺中活性物种定向调控方法及其氧化高风险有机物特性
