【文章概述】

水是生命不可或缺的物质，它不仅影响公民的健康，还影响生态系统的健康。事实上，水污染是世界范围内导致死亡和疾病的主要原因之一，并可能对自然动植物群及其总体生物生态系统造成损害。在众多的污染水的来源中，影响最大的要数工业废水。为了达到净化水的目的，需要将这些污染物以高水平的安全性，较低的成本和有效性进行处理，但目前废水处理的价格非常高，预计到 2026 年全球将达到近4560亿美元。因此，亟须开发一种高效、低成本和可扩展的废水处理的技术。

【成果简介】

我们开发了一种使用二硒化钼纳米花 (MoSe 2 NFs) 和过氧化氢 (H₂O₂) 溶液形成氧化溶液的新降解方法。这种氧化溶液具有出色的降解活性，可以处理超高浓度 (1500ppm) 的罗丹明B (RhB) 有机污染物。此外，这种方法可以实现100% 的废水再利用，处理过的污水可以用作植物的浇水源，对植物的生长没有显着的负面影响。残留的废液可以进一步用作重建MoSe₂纳米花的前体，达到废水处理过程零排放的目的。这种方法提供了一种环保且更容易实现的零排放处理工业废水的方法。该材料符合奇材馆理念，后续开发值得期待！

【图文导图】

图1（a）零放电系统示意图。

（b）本研究中与主要期刊最近的报告的去除染料的浓度对比情况。

（c）商用H₂SeO₄和MS氧化溶液的ESI-MS光谱。

（d） MS氧化溶液的拉曼光谱。

（e） 方程（1-3）的反应吉布斯自由能变化。

（f） SEM图像显示MoSe₂-A 纳米花s的花瓣状形态。

（g）MoSe₂-B 纳米花s的SEM图像。

（h）分别为MoSe₂-A和MoSe₂-B的XRD图。

（i） MoSe的TEM图像显示MoSe₂-A 纳米花s层间距为0.61 nm。

（j）TEM图像显示MoSe₂-B 纳米花s与MoSe₂-A 纳米花s的层间距一致。

图2（a）不同降解时间间隔下MS氧化溶液对RhB溶液的降解活性。

（b-c）不同浓度RhB溶液的一级动力学曲线和降解速率常数。

（d-f）食用色素和工业染料在不同降解时间间隔下的降解曲线以及对应的降解速率常数。

图3（a）退化滤波器概念示意图。

（b）支持信息中视频S2的照片，。

（c） 表面上生长MoSe₂ 纳米花的大面积 (225 cm² ) 碳毡的数码照片，。

（d） 碳毡的SEM图像显示碳纤维之间存在许多空隙（为污染物的流动提供了通道，并允许它们与MoSe₂ 纳米花反应）。

（e） SEM图像显示MoSe₂ 纳米花均匀地生长在碳纤维上。

（f）SEM图像显示花瓣状MoSe₂ 纳米花形态为降解过程提供许多反应位点。

（g）大体积RhB溶液的降解。

（h-j）在初始状态、60分钟和120分钟时得退化视频。

图4（a）植物生长实验装置示意图。

（b-f）将处理后和未处理的出水分别装入两个滴定管中，以相同的流速灌溉甘蓝幼苗。照片显示了第1天到第8天的植物生长视频。

（d）普通叶子和分别用处理过的污水和未处理过的污水灌溉的叶子的 FTIR 光谱。

（e-f） 用处理过和未经处理的污水灌溉的叶子样品的OM图像。

【奇材馆点评】

总体来说，作者为我们展示了一种具有强氧化能力的MoSe₂纳米花与H₂O₂溶液，可分解高达1500ppm的超高浓度各种染料分子，包括工业染料和食用色素。且染料溶液分解处理后的出水可作为植物灌溉的水源，对植物没有任何不良影响。同时作用与相同浓度的染料，该材料的最快的反应常数是0.53min^-1，比二氧化钛光催化快65倍。在无外部能量的黑暗条件下发生完全自发的降解过程，这是实现超高浓度废水处理的重大突破，也是一种有前景的工业应用方法。

【论文信息】

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