氢气驱动催化还原有机氯污染物脱氯技术研究进展

摘要

氯代有机污染物具有高毒性、难降解与生物累积性，是水环境治理的重大难题.传统还原脱氯技术存在能耗高、反应速率慢、催化剂回收成本高且易失活等瓶颈，为此，美国工程院院士Bruce Rittmann与罗一豪教授团队基于氢基质生物膜反应器（H₂-MBfR）的研究基础，将中空纤维膜无泡传质技术与钯纳米颗粒催化加氢脱氯技术相结合，研发了氢基催化膜反应器（H₂-based Membrane Catalytic Reactor, H₂-MCfR），实现了对氯代有机污染物的高效还原处理.本文系统性地综述了该技术的研究进展，阐述氯代有机污染物的环境危害与现有脱氯技术局限，解析催化加氢脱氯机理以及H₂-MCfR的三相催化反应原理；重点总结团队在钯基单/双金属催化膜的理性设计，以及其对多种氯代有机污染物的降解性能、反应调控策略及多尺度反应机制方面的成果；指出催化剂成本、长期运行稳定性与工程放大是当前主要挑战，并展望了低成本催化剂开发、抗污染体系构建与工程示范等发展方向，为氢基催化膜脱氯技术的研发与应用提供参考.

关键词

氯代有机污染物 / 氢基催化膜反应器 / 还原脱氯 / 钯纳米颗粒催化剂 / 催化加氢

基金资助

国家自然科学基金青年基金资助项目（52400070）