近日，我院蒋柱武教授团队将La掺杂到CoFe-LDH的晶格中，合成了改性LDH材料，并用于构建颗粒电极，以三相降解的方式降解N-亚硝基吡咯烷（NPYR）。相关研究成果“Insights of the La promotion in CoFe-LDH as particle electrodes on degradation process of N-nitrosopyrrolidine in electrocatalytic continuous-flow system”在国际期刊《Process Safety and Environmental Protection》（Elsevier）上发表（论文链接：https://doi.org/10.1016/j.psep.2024.05.003）。论文研究表明LaCoFe-LDH颗粒电极在电场作用下能产生更加活跃的自由基，有利于污染物的降解。 NPYR在系统中的降解效果令人满意，90min内去除率达到83.3%。根据表征分析、自由基猝灭实验和EPR测试的结果，La掺杂提高了催化剂的电子传递能力，有效加速了Fe/Fe和Co/Co的氧化还原循环，实现了颗粒电极的可持续催化形成自由基，从而增强 NPYR 的降解。该研究为水处理中电催化材料的设计提供了新的见解。该成果受到国家自然科学基金、福建省自然科学基金等项目资助。
在以前的研究中可知，CoFe-LDH 在 NPYR 降解中存在能耗高、去除率不足的缺点。La掺杂有着可以稳定催化剂的结构，减少催化反应过程中可能发生的结构变化，有助于保持催化性能的持久性，提高催化剂的使用寿命等优点。在本研究中，通过掺杂 La 元素对 CoFe-LDH 进行了改性，并利用 CoFeLa-LDH 和活性炭混合物制备了颗粒电极，构建了 3DAER 电化学体系（图1为CoFeLa-LDH 颗粒电极制备的流程图），可以有效降解 NPYR。对合成的 CoFeLa-LDH 进行了详细表征和分析，研究了其电化学性能，并使用酶标仪研究了水样毒性的变化（图2为毒性探究实验的相关实验步骤及数据）。这项研究为水处理中电催化的材料设计及机理探究提供了理论见解和实践指导。
图 1.CoFeLa-LDH 颗粒电极制备的流程图
图 2.磷光杆菌实验流程图证明了消毒副产物溶液的毒性以及抑制速率与反应时间的关系