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奋进南师
环境学院污染物环境行为与控制团队在《Environmental Science & Technology》发表重要研究进展
供稿: 环境学院

近日,我校环境学院污染物环境行为与控制团队在重金属络合物高效解络与原位回收铜方面取得重要研究进展。相关研究成果以“Self-Driven UV/Periodate Process for Cu-EDTA Decomplexation and In Situ Copper Recovery”为题,发表于环境领域顶级期刊《Environmental Science & Technology》(https://doi.org/10.1021/acs.est.5c17560)。该论文的第一作者为团队在读博士生吴乐良,杨绍贵教授与祁承都副教授为共同通讯作者,南京师范大学环境学院为论文的第一完成单位及通讯单位。

电镀、线路板制造等行业在生产过程中会排放大量含铜废水。这类废水中的铜离子易与乙二胺四乙酸(EDTA)等有机配体结合,形成稳定的水溶性络合物—铜-EDTA(Cu-EDTA)。Cu-EDTA具有八面体结构,在较宽的pH范围内均能保持稳定,难以通过传统的吸附、碱沉淀或离子交换等方法有效去除。由于其迁移性强、生物毒性高,Cu-EDTA还会促进重金属在环境中的长期累积,对水生态安全和人体健康构成持续威胁。

该团队创新性地开发出自驱动紫外/高碘酸盐(UV/PI)一体化处理工艺,在无需调节pH以及外加沉淀剂的条件下,该工艺可在90分钟内同步实现94.50%的Cu-EDTA解络效率与68.94%的铜离子原位沉淀回收。研究首次发现,解络后释放的Cu2+能够在反应过程中自发沉淀,直接过滤与碱沉淀后过滤测得的Cu2+浓度几乎一致,证明无需外加碱或沉淀剂即可实现铜的原位回收。机理研究表明,UV活化PI生成碘氧自由基(IO3•)和单线态氧(1O2),并触发Cu(I)/Cu(II)/Cu(III)价态循环,驱动EDTA逐步脱羧和Cu2+释放;同时,反应过程中质子消耗使pH自发升高至约7.5,直接触发铜离子沉淀,形成“氧化-沉淀”自驱动耦合路径。该工艺能耗与UV/H2O2相当,但单位铜回收质量的能耗显著更低,且对水体基质干扰具有较强的抗性。在实际电镀废水中,该工艺表现稳定,并对多种重金属-EDTA络合物具有良好解络效果。总体而言,该研究为含金属络合废水的一步绿色处理提供了突破性解决方案。

本研究是该团队近年来在重金属络合物高效解络研究方向上的重要进展,亦是前期相关工作(Chem. Eng. J.,2024,97,15567)的进一步拓展。该研究工作得到国家自然科学基金项目(No. 22206085)、生物膜水净化与利用技术教育部工程研究中心开放基金、高端外国专家引进计划和江苏省教育厅重大项目等项目的资助。

日期: 2026-06-05