近日，资源环境学院秦俊豪教授课题组及合作团队，在国际权威期刊《Nature Communications》、《Environmental Science & Technology》连续发表研究成果，围绕高级氧化技术中外源药剂依赖度高、反应效率受限等关键工程瓶颈，提出了压电自芬顿反应的新策略。通过开发新型高效催化材料，成功将压电自芬顿反应应用于酸性矿山废水（AMD）的治理，为发展高效、低耗、绿色的水污染控制技术提供了新思路 （Nat. Commun. 2026, 17: 2794; Environ. Sci. Technol. 2026, doi.org/10.1021/acs.est.5c17900）。

图1 CTF-TF-0.5压电光催化体系的高效除砷性能

首先针对传统催化剂在复杂氧化还原反应中活性位点空间局限的问题，受自然光合作用启发，设计了一种氟取代共价三嗪框架（CTF-TF-0.5）分子有机结催化剂。通过调节氟代苯连接体的配位方式，精准调控三嗪环的氧化还原特性。在模拟日光与超声外力作用下，该催化剂于气-液-固三相界面实现了极高的过氧化氢（H₂O₂）光合成速率。该异质界面反应系统对含砷矿山废水表现出高效净化能力。CTF-TF-0.5对As(III)的氧化能力高达63.5%。值得注意的是，CTF-0.5在酸性条件可促进As(V)的吸附。

通过提升体系H₂O₂的生成效率的同时，团队也关注着如何将H₂O₂活化为更强氧化性羟基自由基·OH的研究方向，从而更有利于AMD中砷污染的净化处理。选取钒酸铁（FeVO₄）为催化剂，将其作为路易斯酸活性中心，构建压电自芬顿体系。研究催化剂表面路易斯酸位点促进·OH的生成，从而高效氧化AMD中高毒性的As(III)，并将其转化为低毒性As(V)的效应与机制。通过路易斯酸位点与压电自芬顿体系协同，在含砷矿山废水的复杂酸性体系中展现出优异的砷去除效能。

图2压电自芬顿体系处理酸性含砷废水的性能及机理

上述研究从H₂O₂生成与活化两个层面阐明了提升含砷矿山废水处理技术效能的内在机理，为构建低能耗、环境友好的含砷酸性矿山废水处理提供了重要方法支撑。

资源环境学院硕士研究生安琳分别为《Nature Communications》的第二作者、《Environmental Science & Technology》的第一作者，秦俊豪教授为通讯作者。研究工作得到了国家自然科学基金（42377026）以及国家自然科学基金联合基金（U25A20804）的资助。

论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-026-70959-2，https://doi.org/10.1021/acs.est.5c17900。