转自：环境工程与科学
12月23日，南京理工大学李健生课题组在Applied Catalysis B: Environmental and Energy发表了题为“Fit-for-purpose upcycle of wastewater sludge into Fe-S-Mo catalyst for simultaneous resource recovery and water decontamination”的研究论文，提出了通过一步水热法将污泥转化为基于MoS2 耦合 FeMoO4 的污泥衍生催化剂，用于活化PMS降解4-氯酚。
随着生活水平的提高和工业化的快速发展，人类活动产生了大量的城市和工业废水，导致废水深度处理仍然是一个紧迫的全球性问题。为了提高废水处理能力，人们提出了增加废水处理工艺的建议；然而，这一举措不可避免地会产生含有各种有毒物质的废渣，同时也忽视了提高水处理能力的两难问题。目前，基于过一硫酸盐的高级氧化工艺（PMS-AOPs）被认为是一种很有前景的去除水中污染物的新兴技术。这主要是因为它能够原位生成活性氧（ROS），如氧化能力强的自由基和选择性高的非自由基，从而促进难降解化合物的分解，并具有快速氧化动力学和高矿化效率。然而，设计高性能、对环境无害和低成本的催化剂仍是制约其发展的因素。因此，开发在 AOPs过程中具有足够活性和稳定性的催化剂，以及具有能源投入少、成本效益高、操作条件温和和易于放大的 AOPs潜力的催化剂，是当务之急。
本研究设计了基于 MoS2 耦合 FeMoO4 的污泥衍生催化剂（MoS2-SDC-n），用于在高级氧化工艺中对废水污泥进行升级，以解毒水中的有机污染物，并同时处理废水污泥。在水热法过程中，外源 Mo 的加入与原始污泥（SDC）中的内源 Fe 和 S 同步发生作用。优化后的 MoS2-SDC-2 在 30 分钟内对 4-氯苯酚的去除率达到 100%，其动力学为 0.34 min-1，是 SDC（0.03 min-1）的 10.5 倍。结构分析和活性氧鉴定实验表明，Fe 和 Mo 通过 Fe-S-Mo 键的循环是促进SO4•− 生成的主要活性位点。这项创新技术为基于污泥的催化剂设计开辟了一条新的道路，有助于废水和废物的可持续资源利用管理。
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