近期，海南大学化学化工学院吸附与催化材料团队在Journal of Hazardous Materials上发表题为“Vacancy-rich NiFe-LDH/carbon paper as a novel self-supporting electrode for the electro-Fenton degradation of polyvinyl chloride microplastics”的研究工作。我院2022级硕士研究生王源为论文第一作者，杨玮婷研究员、钟海红副教授、北京化工大学冯拥军教授为论文共同通讯作者。

随着全球塑料的大量生产和使用，塑料废弃物已成为全球面临的重要环境挑战之一。传统的废塑料处理方法，如填埋和焚烧，不仅无法有效解决这一问题，反而加剧了环境污染。为了实现可持续发展，废弃塑料的回收与再利用迫在眉睫。通过温和条件下化学升级回收策略将废弃塑料转化为高价值产品是实现循环化工的关键技术之一。以可再生电能驱动的电芬顿技术，通过活性Fe²⁺（Fe³⁺）与过氧化氢（H₂O₂）反应生成具有强氧化性的羟基自由基（·OH）活性氧物种并进攻C-H 键等促使有机物降解，具有降解能力强、环境友好、可持续等优势。然而，目前聚氯乙烯（PVC）电芬顿降解尚处于探索阶段，仍存在活性自由基生成效率低、传质速率慢以及反应机理尚不明确等问题。

针对这些问题，吸附与催化材料团队设计和制备了一种价格低廉、富含空位的NiFe_V-LDH/CP自支撑电极，并用于电芬顿降解PVC微塑料（MPs）。NiFe_V-LDH/CP催化剂在碱性条件下表现出了良好的H₂O₂选择性（~76%）。密度泛函理论（DFT）计算揭示，与原始NiFeZn-LDH相比，NiFe_V-LDH催化剂速控步（*H₂O₂解吸过程）的能量势垒明显降低。在优化的反应条件下，NiFe_V-LDH/CP自支撑电极通过催化阴极直接还原和羟基自由基间接氧化作用，实现了PVC MPs的有效降解。在75°C下电解6小时后，NiFe_V-LDH/CP电极对PVC-MPs的脱氯效率达到了~80%，重量损失为29.70%。本研究工作为PVC微塑料降解提供了一种新的可能性。

此项研究工作得到了国家自然科学基金（22368020），海南省重点研发计划（GHYF2022006）和海南大学科研启动经费（RZ2300002666）的资助。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2024.136797

撰稿：钟海红

编辑：李诗琪

审核：潘福生