日前，昆明理工大学建筑工程学院徐西蒙副教授课题组在“芬顿净水技术选择性氧化饮用水源痕量污染物及其机理的主观调控”研究领域取得重要成果，以“Electronic Structure Regulation of Fe sites by coordinating moiety in Fenton-like process enables tunable water decontamination”为题，发表于地球与环境科学领域自然指数收录期刊—Environmental Science & Technology上。

昆明理工大学为该论文唯一通讯单位，建筑工程学院23级硕士研究生蒋沁利为论文第一作者，徐西蒙副教授为论文通讯作者。论文相关研究得到了国家自然科学基金等项目的资助。

饮用水及市政污水深度处理是保障水质安全、实现污水高价值有机物定向转化回收的必然需求。以类芬顿技术为代表的化学氧化水处理方法，广泛应用于去除各类水体中的有机污染物。然而，传统化学氧化方法在面对饮用水源及市政污水中痕量污染物时，存在活性物种选择性低的普遍问题。而天然水体和废水的组成复杂，共存基质种类繁多且浓度高，会大量淬灭活性物种，严重制约目标污染物的高效去除。此时，往往需要显著提高氧化剂投量或高能量输入，这不仅大幅提升了处理成本，还容易产生有毒副产物，增加环境风险。在此背景下，发展可主观调控的处理工艺，提高对目标污染物的定向氧化选择性，对于推动深度水处理技术革新具有重要意义。本研究基于FeOCl（氧基氯化铁）这一典型层状铁氧化物，构建了电子密度依赖型类芬顿试剂，实现了过一硫酸盐活化过程中氧化机制的主观调控。具体地，Fe活性位点周围电子密度的变化会显著影响反应活性及路径，从而决定自由基与非自由基机制的贡献比例，最终实现选择性氧化过程。该研究不仅深化了对类芬顿反应机制的理解，更为针对不同水质净化应用场景需求，定向设计类芬顿试剂电子结构提供了理论指导。

图1 活性位点电子密度调节可实现对自由基/非自由基路径比例的主观调控

近年来，徐西蒙副教授所在团队持续以FeOCl为基体，开发了多类性能可调控的环境修复试剂，适用于孔隙含水层有机污染原位修复、饮用水深度净化。其中，羟基化FeOCl应用研究已于2023年发表于Environmental Science & Technology, 2023, 57, 12922−12930；晶面扭曲化FeOCl应用研究已于2024年发表于Applied Catalysis B: Environment and Energy, 2024, 345, 123701（Hot Paper & Highly Cited Paper，2025年5月&7月入选），获得了国内外广泛关注。

论文链接地址：

https://doi.org/10.1021/acs.est.5c06061

https://doi.org/10.1021/acs.est.3c04625

https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2024.123701

（供稿：建筑工程学院）