武汉理工大学李晔/郭俊鹏、浙江海洋大学徐兴涛、301医院鄂玲玲、新加坡国立大学赵国斌ES&T Water观点:OCTP视角下的异质结AOPs
- 2026-08-28 10:20:20
第一作者：郭俊鹏
通讯作者：徐兴涛、鄂玲玲，赵国斌，李晔
通讯单位：武汉理工大学，浙江海洋大学，中国人民解放军总医院第一医学中心，釜山国立大学，新加坡国立大学
论文全文链接：https://doi.org/10.1021/acsestwater.5c01460
成果简介
近日，武汉理工大学李晔教授/郭俊鹏团队、浙江海洋大学徐兴涛教授，解放军总医院鄂玲玲主任，新加坡国立大学赵国斌博士后联合在ACS ES&T Water上发表了题为“Beyond Disappearance: Heterojunction AOPs and the Hidden Carbon Fate in Water Systems”的观点文章，基于邢明阳教授团队提出的有机碳转移过程（Organic-Carbon Transfer Process, OCTP）理论，提出异质结催化剂不仅是“ROS 生成器”，更可以被设计为“碳传送带（Carbon Conveyor）”。
引言
在饮用水预处理、城市污水厂尾水提标等场景里，高级氧化（AOP）常被当作“最后一道保险”，污染物浓度很快下降、甚至在水相中“测不到”。但我们想提醒一个容易被忽视的关键事实：消失不等于销毁——污染物的有机碳骨架可能并没有被彻底矿化，而是以沉积/薄膜的形式转移并累积在催化剂、滤料或其他固相上，这就是“有机碳转移过程（OCTP）”。在这篇 ACS ES&T Water 的 Viewpoint 中，我们提出用“碳命运”重定义AOP的评价尺度，并将异质结催化剂重新定位为“碳传送带”：不仅产生活性氧，更能通过界面微环境与亲和性梯度引导中间体走向深度矿化或定向捕获。
图文导读
Figure 1. Heterojunction catalysts as “carbon conveyors” in AOPs. Differences in affinity and oxidant production across the junction can be used either to suppress OCTP and drive deep mineralization, or to harness OCTP and immobilize hazardous organics on retrievable solids for offline regeneration or disposal.
图1用“碳传送带（carbon conveyor）”的概念，示意异质结催化剂在高级氧化（AOP）中不仅负责产生活性氧，还能决定有机碳最终去向：污染物先在催化剂上吸附并在界面被活化，随后沿着异质结不同相/不同微环境被“分流”到两种运行模式——其一是抑制OCTP、促进深度矿化：利用长寿命、选择性氧化物种（如¹O₂）与短寿命、强氧化物种（如·OH/高价金属-oxo）的协同，让中间体快速继续断键氧化、减少表面停留与沉积；其二是利用OCTP进行定向捕获：通过强吸附/疏水“落脚点”把污染物转化为更大、更难溶、低淋滤的形态锁定在固相上，并通过离线再生或更换实现可控去除。整体强调异质结不同区域在极性、电荷、孔结构与微环境上的差异形成梯度，驱动“吸附—反应—解吸/固着”的碳物流，实现既“有效”又“诚实”的水处理评价与设计。
小结
总之，这篇 Viewpoint传递的核心信息是：在AOP体系中，“水相消失”并不等于“系统销毁”，把OCTP纳入视野才能看清污染物的真实碳去向与长期运行代价。我们建议在未来的饮用水预处理与尾水提标研究/工程中，把“碳命运”作为与去除率同等重要的硬指标：液相+固相同步核算（OCTP%）、真实水多周期耐久性验证、以及围绕界面极性/电荷、ROS分区与剂量策略开展“碳物流”式设计。只有让“gone truly mean gone”，AOPs 才能在保证高效的同时做到更透明、更耐久、更可信，也更适合规模化落地。
作者简介
郭俊鹏，武汉理工大学博士研究生，发表SCI论文17篇，其中以第一作者/通讯作者身份发表SCI 7篇（封面论文3篇）。Chinese Journal of Chemistry（中国化学）青研学者。ACS ES&T WATER、 Separation and Purification Technology、 PLOS ONE等期刊审稿人，研究方向：高级氧化，环境催化材料，铀富集。
徐兴涛，博士，教授，博士生导师。入选英国皇家化学会（RSC）高被引作者、日本学术振兴会（JSPS）Fellow、全球前2%顶尖科学家年度科学影响力榜单（2020-2023）等。长期从事海洋化学与资源绿色高值利用的基础研究，在Nature Water、Nature Communications、Chem Rev、JACS、Angew Chem、EES、Adv Mater等国际顶级期刊发表学术论文230余篇，当期入选ESI高被引论文46篇，被引用超过12000次，H指数83。受邀撰写英文专著《Capacitive Deionization》，另外参与撰写英文专著2部。主持及参与日本科学振兴机构ERATO计划、国家自然科学基金项目、日本学术振兴会研究员项目等。社会学术团队兼职：美国化学会、国际水协会（IWA）、中国化学会、中国水利学会会员、SusMat、Carbon Energy、CCL、Electrochim Acta、Environ Res等期刊副编辑、客座编辑、青年编委等。
鄂玲玲，博士，副研究员，中国人民解放军总医院第一医学中心口腔科专业技术大校。她的研究方向主要聚焦于生物材料设计与应用、口腔软硬组织再生与修复、干细胞治疗与衰老，主持及参与了北京市自然科学基金、国家自然科学基金、863计划等科研项目，以第一作者和通讯作者发表SCI 17篇，获国家科技进步二等奖1项（排名第8）、军队科技进步一等奖1项（排名第4），参与制定团体标准1项，参编专著3部，担任中华口腔医学会口腔生物医学专业委员会委员、北京口腔医学会口腔生物医学专业委员会常务委员、《中华老年口腔医学杂志》和《口腔颌面修复学杂志》编委。
赵国斌，博士，2025年在釜山国立大学获得化学工程博士学位，并加入新加坡国立大学担任博士后研究员。在JACS，Matter等国际顶级期刊发表学术论文18篇，他的研究专长在于利用人工智能与机器学习加速纳米多孔材料在吸附分离领域的发现与开发。目前，他的研究聚焦于构建AI赋能的多尺度模拟方法，用于研究纳米多孔材料的动态行为，并提升AI/ML模型与理论计算的预测精度。
李晔，博士，二级教授，博士生导师；曾任学院副院长，武汉市水环境工程技术中心副主任兼理工大分中心主任，武汉市人民政府参事，中国环境科学学会水环境分会和重金属污染防治专业委员会委员；湖北省水土保持学会理事及科技协作委员会副主任。担任国家科技计划和科技奖励评审专家；教育部和湖北省等多省市科技计划评审专家；湖北省标准化专家委员会和湖北省危险废物鉴别专家委员会委员。主要从事水污染控制、水生态治理与修复研究工作。主持或承担国家水专项、国家重点研发计划、国家自然科学基金、湖北省重点研发计划等各类科研项目60余项；发表学术论文160余篇，被SCI等收录80余篇；授权国家发明专利20余项。获湖北省科技进步二等奖（排名第1）；获中国发明协会发明创业成果奖一等奖（排名1）；获冶金优秀教材二等奖（排名第2）。
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