氯代有机物(如1,2-二氯乙烷(1,2-DCA))是全球产量巨大的基础化工原料,常用于医药和有机合成。但在生产和使用过程中,这类物质极易泄漏到环境中,导致地下水和地表水广泛污染。由于1,2-DCA具有高度毒性和持久性,它对生态系统和人类健康构成严重威胁。传统的修复方式,如生物降解和化学氧化,往往只是将其彻底分解为二氧化碳和水,忽视了其潜在的资源化价值——例如1,2-DCA经过选择性去氯化可以生成乙烯,而乙烯正是塑料和日化工业的重要原料。问题在于,如何在水环境中高效、精准地“拆掉氯原子”,保留乙烯,一直是个世界性难题。
近日,江南大学何峰教授联合中国环境科学研究院席北斗院士和赵颖研究员受自然界还原脱卤酶的启发,构建了一个由维生素B12(钴胺素)与微米级零价铁(mZVI)组成的体系,首次实现了在水中将1,2-DCA高效转化为乙烯,选择性接近100%。更重要的是,这一体系不仅能处理多类氯代烃,还能在实际污水和地下水条件下稳定运行,甚至通过机械球磨将B12锚定到铁粉上,组装成连续流反应器,显著降低处理成本。研究展示了一条“以污染换资源”的可持续路径:污染物去除与化工原料回收兼得。相关成果以“Efficient and selective dechlorination of chlorinated organic pollutants by cob(II)alamin and zero-valent iron”为题发表在《Nature Water》上。第一作者为Huaqing Wang, Cheng Cheng为共同一作。
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