近日，山东大学环境科学与工程学院新污染物环境过程团队高明明副教授课题组在国际学术期刊PNAS发表了题为“Long-lasting organics removal via •OH adsorbed transition metal flocs: Electron transfer-mediated H-bond and van der Waals force”的封面论文，揭示了高级氧化工艺均相催化体系中吸附态羟基自由基（•OH）实现过渡金属絮体长效去除有机污染物的新途径。山东大学硕士研究生赵曼淑为论文第一作者，高明明副教授和王新华教授为论文通讯作者，山东大学为第一完成单位和通讯作者单位。
基于过渡金属催化剂将过氧化氢(H2O2)激活成羟基自由基(•OH)的均相高级氧化技术已被广泛用于去除有机污染物，如Fenton及类Fenton工艺。这类催化剂（例如铬Cr）通常会在pH值升高时发生沉淀，形成包含活性物质的复杂非均相凝聚物，提供了多种反应环境和界面。然而，在均相催化系统中明确这些过渡金属凝聚物在有机污染物去除过程中的具体作用仍是一个难题。
研究小组通过逐步分析的方法揭示了吸附羟基自由基的铬凝聚物（HO•-Cr凝聚物）长效清除有机污染物的过程。他们首先确认了HO•-Cr凝聚物上吸附的•OH作为与有机污染物形成氢键及范德华力的活性中心。接着，他们观察到HO•-Cr凝聚物中存在Cr与OH基团之间的可逆电子转移现象，这有助于保持吸附状态下的•OH的存在，从而保证对有机污染物的持久去除效果。这一机理在皮革废水处理应用中得到了验证。
过渡金属凝聚物为吸附态•OH提供了不同于传统均相催化或非均相表面催化的独特非均相环境，实现了•OH的存储和释放。此研究成果为理解过渡金属凝聚物在有机污染治理中的机制提供了新视角，并为设计和改进基于过渡金属催化剂的均相高级氧化系统提供了理论依据。
山东大学教授王曙光、何茂霞，齐鲁工业大学副教授鹿文慧参与了该研究。山东大学生命环境研究公共技术平台王森和山东大学环境学院分析测试中心祝凡平为本工作提供了实验支持。该研究得到了国家自然科学基金（22278247）的资助。
