氯代芳香族化合物、氯代烷烴（烯烴）、有機氯農藥以及其它含氯有機污染物是一類持久性強、容易生物積累、在環境中分布較廣的高危害性污染物。由于有機氯化物作為重要的化工原料和有機溶劑，在醫藥、制革、電子和農藥等生產中廣泛應用，巨量的含氯化合物及其中間產物或副產物被排放到環境中。美國EPA公布的129種環境優先控制污染物中，有機氯化物占了60多種；歐盟公布的“黑名單”上，排在首位的也是有機氯化物和可能在環境中形成有機氯化物的化合物。鑒于有機氯化物對環境和人類健康的嚴重危害性，世界各國政府環保部門已明令禁止把有機氯化物廢液等排入江河、湖泊以及淺層掩埋。因此，尋找到可以有效催化降解有機氯化物的方法已經迫在眉睫。

為了防止有害物質對生態環境的破壞，臺州學院的李嶸嶸副教授及其團隊自2015年開始研究有機氯化物的催化降解治理方法，并獲得了浙江省自然科學基金青年項目的資助。

有機氯化物的處理方法有汽提法、萃取法、活性吸附法、燃燒法和催化加氫法等。在長期的研究試驗過程中，李嶸嶸發現通過催化加氫脫氯處理有機氯化物生成的產物毒性低，是降解氯代苯酚類化合物的理想路線，而含氮碳材料是一種氯代苯酚類氫解催化劑的理想載體。

多孔碳材料由于其特有的組成與結構、較大的比表面積、有序的孔徑分布及其較高的熱力學穩定和化學惰性，在催化、吸附分離和能量儲存等領域具有很重要的應用前景。同時氮元素的引入可顯著改善其結構、導電性和酸堿性等特點。眾所周知，氮摻雜的碳材料表面具有大量的堿性氮基團；且與純碳材料相比，它還具有不少優勢，一是氮原子的摻入改變了碳材料的表面電子性能，增加了碳材料的缺陷位（即催化活性位）點，進而提高了催化活性；二是含氮碳材料表面的堿性基團與活性組分之間的強相互作用，有利于金屬活性組分在碳材料表面的分散，且可起到抑制積碳的形成；三是含氮基團的親水性也使含氮碳載體負載的金屬催化劑更容易在氯代苯酚類廢水中得到有效分散。

李嶸嶸發現，至今為止有序介孔碳氮材料的合成都采用后處理方法，未見有一步法合成文獻報道，一步法合成的介孔碳材料具有更加優異的化學穩定性和熱穩定性等特點，尤其在合成過程中能保持高度有序的介孔結構，有望提高催化劑的水熱穩定性和使用壽命。

于是，他和團隊通過一步法合成對摻氮基團的位置、分布、摻氮量以及含氮基團類型，可以有效提高加氫脫氯催化劑的催化性能。此外，將介孔碳材料用于氯代苯酚加氫脫氯反應，可提高反應的活性和選擇性實現一步法合成環己酮，從而減少反應過程中苯酚對環境的二次污染，讓“苯”類污染無處可逃。

通過本項目研究，建立了納米金屬負載介孔碳材料的機制模型，研究其對典型環境污染物的催化活性，總結揭示了介孔碳材料的性質與催化性能之間的內在關系，闡明了催化反應的基本規律，探討了加氫脫氯反應機理。研究成果揭示了含氮材料中氮含量、氮物種和孔道結構對其催化性能影響的規律，為拓寬氮碳材料在其他催化的應用提供了啟示。

 作者：陳心怡 通訊員：錢昊 徐敏 繆靜