水处理领域新突破：光催化技术实现消毒副产物“原位消除”
饮用水和再生水的安全是关乎公众健康与生态安全的重要议题。紫外/氯（UV/Chlorine）消毒技术因其高效灭活病原体的能力，在水处理领域应用日益广泛。然而，该技术在处理过程中产生的消毒副产物（DBPs），因其潜在毒性和难降解性，成为保障出水水质安全的“阿喀琉斯之踵”。
近期，先进环境装备与污染防治技术全国重点实验室在这一挑战性课题上取得关键突破。研究团队创新设计了一种新型光催化剂，成功构建出一套高效、简便的光催化强化紫外/氯反应体系，实现了对多种DBPs的快速、原位去除，净化效率较传统体系提升了惊人的70倍。这一重要成果以《在UV/氯工艺中引入晶面调控光催化剂实现消毒副产物的原位消除》为题，发表于环境科学领域顶级期刊《Environmental Science & Technology》。
技术核心：从“整体催化”到“晶面协同”的设计革命
传统光催化剂在强化紫外/氯反应时，往往面临光生电荷复合快、反应位点效率不均、降解路径非选择性等瓶颈。本研究团队另辟蹊径，通过“晶面分离+双助催化剂” 的独特设计，实现了催化性能的跃升。
晶面工程：定向优化氧化与还原位点
研究团队精心设计并合成了具有特定暴露晶面的光催化材料。不同于传统催化剂各晶面“混合工作”，新技术实现了氧化性晶面和还原性晶面的物理分离。这使得氧化反应（如自由基生成）和还原反应（如氯活化）可以在各自最优的晶面上独立、高效地进行，避免了反应间的相互干扰和效率损失。双助催化剂：激发高效、选择性降解路径
在分离的晶面上，团队分别负载了不同的助催化剂，犹如为两个“专业化车间”配备了最得力的“工具”。这种设计不仅大幅提升了光生电子和空穴的分离与迁移效率，更关键的是，它引导反应体系生成以单线态氧为主导的活性物种。
单线态氧作为一种高选择性氧化剂，能精准、高效地攻击DBPs分子的特定结构，实现快速降解，同时有效减少与水中其他背景物质的无效副反应，从而在复杂水体环境中展现出卓越的选择性和抗干扰能力。
卓越性能：效率跃升70倍，实现稳定深度净化
基于上述创新设计，该光催化强化体系在实际应用中表现出了颠覆性的性能：
效率质的飞跃：在模拟和实际水体测试中，该体系对多种典型DBPs的降解效率，相比无助催化剂的传统光催化体系提升了70倍。
强大的环境适应性：得益于单线态氧主导的选择性氧化路径，该体系在含有多种天然有机物和离子的复杂实际水体中，依然保持高效的DBPs去除能力，表现出优异的抗环境干扰性。
稳定的连续运行：研究团队进一步开发了负载光催化剂的紫外/氯膜反应器。在针对市政污水处理厂二级出水的连续深度净化实验中，该反应器运行稳定，出水中未检出残留的DBPs，验证了技术从实验室走向工程应用的巨大潜力。
应用前景：为水处理安全与光催化技术推广注入强心剂
此项研究不仅为攻克氯消毒工艺中DBPs残留这一行业共性难题提供了革命性的技术方案，更对光催化技术本身的水处理应用具有里程碑意义。
保障水质安全：该技术可直接集成于现有或新建的UV/氯消毒工艺末端，作为一道高效的“保险屏障”，从根源上削减DBPs，显著提升饮用水、再生水及排放尾水的化学安全性与生态安全性。
推动技术实用化：通过解决光催化剂在真实水体中效率低、易失活的核心痛点，并成功演示了膜反应器形式的工程应用，这项研究有力推动了光催化水净化技术从实验室研究走向大规模实际应用的进程。
先进环境装备与污染防治技术全国重点实验室的这项成果，是环境催化与水污染控制领域一次出色的交叉创新。它将材料科学的晶面调控理念与环境工程的实际需求深度融合，成功开发出兼具超高效率、优异选择性和工程实用性的新型水净化技术。随着后续研究的深入和工程化放大，这项“原位消除”DBPs的技术有望成为未来高标准水处理厂的标准配置，为守护全球水安全贡献重要的中国智慧与中国方案。
