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持续性有机污染物如染料和酚类污染物具有范围广、难降解、高毒性和生物积累性等特点,其安全、高效和稳定的去除是技术难点和热点。现阶段的部分水处理技术因为成本高,条件严苛,容易造成二次污染等问题而无法广泛应用。非均相催化剂在水处理领域的发展有着值得期待的前景,其中性能突出、结构稳定、环境安全和来源广泛的固体催化剂起到十分重要的作用,本文旨在通过表面杂化过渡金属氧化物WO3介导的非均相类Fenton体系实现对典型环境污染物的高效降解和选择性转化。本文证实了由NaBH4还原产生的表面和亚表面缺陷位点构建的缺陷态D-WO3是一种有效的活化过氧化氢(H2O2)和过硫酸氢钾(PMS)的催化剂。借助NaBH4定向调控WO3的表面杂化和缺陷程度。在5.0小时内,在D-WO3/H2O2体系中两种典型偶氮染料,罗丹明B(Rh B)和孔雀石绿(MG)均被选择性降解95%,而在相同条件下,对甲基橙(MO)和双酚A(BPA)、苯酚(phenol)、4-氯苯酚(4-CP)、对硝基苯酚(PNP)、邻氨基苯酚(OAP)、尿素(urea)和2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)中没有观察到显著的活性(降解率小于20%)。同样在5.0小时内,在D-WO3/PMS体系中三种典型酚类污染物、phenol、BPA、2,4-DCP被选择性降解80%以上,而在相同条件下,对4-CP、PNP、ROX则没有观察到显著活性。D-WO3/PMS体系在处理偶氮染料时表现出比D-WO3/H2O2体系更高的活性,能够在更短时间内使染料脱色。实验同时证明了以D-WO3为催化剂的活化H2O2和PMS的体系和传统类Fenton体系相比,可以在复杂的天然水体中依然表现出较好的活性,具有更低的水基质效应。电子顺磁共振(ESR)和自由基清除试验都表明了·OH和·SO4-在D-WO3的活化H2O2和PMS中的次要作用,证实了其催化机制是污染物和氧化剂之间介导电子转移的非自由基类Fenton催化机制。D-WO3的优越活性主要归因于表面和亚表面缺陷,具有精细的局域原子构型和中心金属中心的电子结构。表面和亚表面缺陷位点可作为氧化剂和污染物的界面吸附、解离活化和催化分解的反应中心,具有较高的吸附能、较强的结构活性和较好的催化活性。我们的研究结果为基于过渡金属氧化物的非自由基选择性催化氧化提供了新的可能,为在废水和地表水中拥有弱水基质效应的污染物降解提供了一种性能高、成本低、无毒的催化剂。