华东师范大学生态与环境科学学院关小红教授受邀在第7期“水科学技术前沿沙龙（Water Insight）”作了题为《掀浪—高铁酸钾氧化技术的机理新认知及应用》的报告。

微量有机污染物（Trace Organic Contaminants, TrOCs）具有浓度低、种类多、毒性强等特点，严重威胁水生生物和人体健康，近年来受到了国家的重点关注。高铁酸盐因具有强氧化性（Fe(VI)/Fe(III)的标准还原电势为2.20 V）和高选择性，常被用于选择性去除水中TrOCs。然而，Fe(VI)在水中不稳定，会自发分解产生Fe(V) 、Fe(IV)、Fe(III)等，其中Fe(V) 和Fe(IV)与一些难降解有机污染物的二级反应速率常数比Fe(VI)高2到6个数量级，该现象长期以来被忽视。因此，在高铁酸盐氧化TrOCs的研究中，主要面临两个问题：一是Fe(V) /Fe(IV)的贡献不清楚，二是诱导Fe(VI)原位产生Fe(V) /Fe(IV)时，电子利用效率低。针对上述问题，关小红教授及其团队从机理到应用展开了深入研究。

在机理方面，关教授及其团队通过动力学研究和数学模拟，探明了Fe(V) /Fe(IV)在高铁酸盐降解TrOCs过程中的贡献。（1）以甲基苯基亚砜（PMSO）为探针污染物，构建了Fe(VI)氧化过程的动力学模型，发现氧化贡献为Fe(V) >>Fe(IV)> Fe(VI)，Fe(V) /Fe(IV)总贡献超过80%；（2）进一步研究了Fe(VI)对5种TrOCs的氧化过程，发现对于大部分TrOCs，Fe(V) /Fe(IV)总贡献高于Fe(VI)，对于苯酚和双酚A，Fe(V) /Fe(IV)总贡献低于Fe(VI)。

在应用方面，关教授及其团队开发了电氧化Fe(III)原位产生Fe(V) /Fe(IV)技术，有效提升了电子利用效率。该技术具有如下特点：（1）Fe(III)环境友好且技术操作简单；（2）采用硼掺杂金刚石（Boron-doped Diamond, BDD）电极，稳定性强，无需频繁更换；（3）体系中同时产生选择性氧化剂Fe(V) /Fe(IV)和非选择性氧化剂OH∙ ；（4）Fe(V) /Fe(IV)氧化有机物生成的Fe(III) /Fe(II)可以被循环氧化为Fe(V) /Fe(IV)。将该技术用于河水和垃圾渗滤液的处理，电流效率分别提高了12%和23%。

关小红教授作主讲报告

上海理工大学李聪教授认为，关教授提出的三价铁原位电化学氧化技术实现了铁元素的高效循环，并针对该技术从电极钝化和pH环境两个方面与关教授展开了交流。厦门大学冯明宝副教授就高铁酸盐降解污染物过程中的副产物及毒性控制问题与关教授进行了探讨，并对高铁酸盐氧化技术发展方向进行了展望。关小红教授从技术应用、自由基与非自由基氧化途径结合、产物毒性衰减等方面，一一回答了老师同学们的问题。

李聪教授和冯明宝副教授参与研讨

李阳教授主持沙龙

2023年8月5日上午，第7期“水科学技术前沿沙龙（Water Insight）”以线上形式成功举办。Water Insight由《Water Cycle》国际期刊、中国环境科学学会水处理与回用专业委员会、清华大学环境学院、环境前沿技术北京实验室主办。

出席此次沙龙的专家有清华大学环境学院胡洪营教授、华东师范大学生态与环境科学学院关小红教授、北京师范大学环境学院李阳教授、上海理工大学环境与建筑学院李聪教授、厦门大学生态与环境学院冯明宝副教授等专家学者。沙龙在学术会议平台直播，来自全球各地的环境领域专家、学者、研究生等5300人次参加。

沙龙的联合主办单位为华东师范大学生态与环境科学学院、北京师范大学 环境学院、上海理工大学环境与建筑学院厦门大学生态与环境学院、清华大学深圳国际研究生院、中国人民大学环境学院、北美环境工程与科学华人教授协会（CAPEES）、欧洲环境-生态与可持续发展华人学会（CESEES）等。