我校材料工程学院汪园园老师在环境科学领域SCI一区Top期刊《Journal of Hazardous Materials》(2023, Volume 442, pp 130088)发表题为《Changing the reaction pathway in TiO2 photocatalytic dehalogenation of halogenated aromatic pollutants by surface hydroxyl regulation》(DOI: 10.1016/j.jhazmat.2022.130088)的学术论文。该论文第一作者为金陵科技学院材料工程学院汪园园老师，金陵科技学院为唯一署名单位。
多溴代芳香族化合物是一类广泛存在于环境中的高毒性污染物。由于其高毒性、生物积累和全球分布，它们对人类健康和环境安全构成了严重威胁。光催化还原法是一种去除多溴代芳香族化合物的高效且环保的方法。研究光催化还原多溴代芳香族化合物过程中的电子、质子转移机制对提高光催化脱溴效果具有重要意义，也具有很大的挑战性。
本文以多溴代芳香污染物为原型，以典型半导体二氧化钛为光催化剂，研究二氧化钛光催化还原多溴代芳香族污染物的反应机制。通过盐酸、氢氧化钠和氟化钠对二氧化钛表面进行改性，得到具有不同表面羟基状态的二氧化钛样品。研究发现，二氧化钛表面的羟基影响脱卤过程中质子和电子转移的顺序。二氧化钛表面羟基的丰富可加速多溴代芳香污染物的还原脱溴过程。质子在二氧化钛上表面桥氧的富集（形成桥羟基）有利于多溴代芳香污染物的质子化过程，以及随后的质子和电子转移。相反，二氧化钛表面的桥羟基可以通过与强碱性氢氧化钠反应而去除，同时钠离子可以占据桥接氧；氟离子取代桥氧也会导致桥羟基的破坏。不含有桥羟基的二氧化钛经历的是由电子转移引发的多溴代芳香污染物脱溴。本研究有助于理解半导体光催化还原脱卤反应机制，为高效脱卤光催化剂的设计提供借鉴。
该研究工作得到了国家自然科学基金青年基金项目（22109059）、江苏省双创博士项目（202030720）、金陵科技学院高层次人才科研启动基（jit-b-202024）、金陵科技学院科研孵化项目（jit-fhxm-202017）的资助。
