随着工业和农业活动的快速增长，水体越来越多地受到染料、抗生素和双酚A等有害有机污染物的污染。吸附、化学处理和生物过程等传统方法存在局限性，包括效率低下、潜在的二次污染和高运营成本。

利用自然节律压电催化降解有机污染物

由于这些挑战，迫切需要探索创新和可持续的水净化技术，从而研究利用机械能驱动化学反应以有效降解污染物的压电催化技术。

2024年8月22日，华南大学和华北电力大学研究人员在《生态环境与健康》杂志上发表了一项新研究。该研究重点介绍了一种绿色化学方法——压电催化如何利用超声波振动等机械力来降解水中的各种有机污染物。

通过将该技术与高级氧化工艺相结合，该研究揭示了增强环境修复的新途径，为水处理提供了一种低成本、高效、环保的解决方案。

该研究重点关注使用不同压电材料(如ZnO、BaTiO3和MoS2)的压电催化技术的应用，这些材料在降解染料、抗生素和其他有害有机化合物等污染物方面表现出显著的效率。

该过程涉及将机械能转化为电能，产生内部电场，推动氧化还原反应，导致污染物分解。将压电催化与光催化等其他技术相结合，可通过提高电荷分离效率和扩大操作范围进一步增强污染物降解。

主要亮点包括使用BaTiO3纳米粒子(它在温和的机械条件下几乎完全降解了RhB)和MoS2(它能有效利用水流来驱动自供电压电催化反应)。

该研究还讨论了增强压电性能的改进策略，例如元素掺杂和构建异质结以改善电荷分离。这些发现使压电催化成为可持续管理水污染的多功能工具，特别是在传统方法不足的领域。

该研究的首席研究员之一王红庆博士表示：“压电催化代表了一种突破性的水净化方法，利用现成的机械能以环保的方式驱动化学反应。该技术与先进催化工艺的结合为应对全球水污染挑战提供了一条有希望的途径。

“我们的研究不仅展示了压电催化的潜力，而且为利用潮汐运动等自然资源的机械能来加强环境修复工作开辟了新的机会。”

这项研究意义深远，为传统水处理方法提供了一种可持续的替代方案。压电催化技术可应用于各种环境环境，从废水处理厂到偏远地区的分散系统。

通过从风、浪或人类活动等自然资源中获取机械能，该技术可以彻底改变污染物管理，而无需依赖外部电力输入。此外，它与其他催化方法的结合提高了整体效率，使其成为未来水净化战略和环境保护计划的重要工具。