学术动态

近日，我校材料与能源学院王达教授团队在气-液界面光化学研究方面取得突破性进展，成功构建了“结构解析-统计驱动”的界面反应量化描述框架，揭示了酚类光解离在气-水界面加速的结构性根源，为界面改性调控生物质废水降解效率提供了明确的理论标准。相关研究成果以《Phase-Resolved Dual Control of Phenol Photodissociation at the Air-Water Interface From Structure-Resolved Statistics》（通过结构分辨统计实现气-水界面酚光解离的相分辨双重调控）为题，发表于国际顶级学术期刊《Advanced Science》（中科院1区Top，最新影响因子14.1，五年影响因子15.9）。

研究针对林业工程领域生物质加工废液中，酚类污染物光催化降解效率受限于界面反应机制不明的难题展开攻关。尽管气-水界面酚类光解离速率可比体相水中快约4个数量级，但其结构成因长期未被阐明。研究突破了传统截断团簇模型边界效应掩盖界面-体相本质差异的局限，采用周期性模型与多相统计相结合的方法，首次从统计层面给出了界面与体相在电子接受轨道能量分布上的明确差异，即界面处接受轨道能量整体下移约0.7 eV且显著展宽。研究进一步提出了“低配位、弱约束”微观环境的量化指标（N与P），证实该类环境与低能电子接受轨道存在系统性结构-能量关联，从而为界面反应“双重调控”（暗态通道可达性与产物稳定化）提供了可量化的判断标准。该框架表明，通过调控离子强度、表面活性剂覆盖度、外加电场或液膜厚度等工程参数，可定向调节界面微观环境，进而实现对反应效率的有效控制。基于此理论突破，团队正进一步将界面调控指标拓展至生物质基膜材料体系，以期为林业工程领域低碳、高效的生物质资源化利用提供可设计的界面改性策略。

木质素等林木生物质资源在加工利用过程中会产生大量含酚类有机物的废水，其光催化降解效率直接关系到生物质全值化利用的清洁生产水平。本研究建立的结构解析指标和调控标准，为通过界面工程手段优化生物质废水处理工艺提供了理论支撑和设计依据，也为林业工程学科从传统的材料加工向功能化、智能化的界面调控方向拓展提供了新思路。

中南林业科技大学为论文第一作者单位和通讯单位，我校林业工程学科2023级博士研究生尹强和石佳林为共同第一作者，王达教授与奥克兰大学毛羽博士为共同通讯作者。

全文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.76249

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