含氯挥发性有机化合物（CVOCs）由于因毒性强、化学稳定性高、难降解等特点成为大气污染深度治理工作的重点和难点。催化燃烧技术能耗低、净化效率高、适用范围广，但尚存在催化剂易氯中毒和生成二噁英等高毒多氯副产物的问题亟待解决。增强催化剂快速脱氯能力和提升低温深度氧化活性是有效解决催化剂氯中毒和多氯副产物生成的关键。通过酸改性等在催化剂表面引入Brønsted酸位点可促进氯物种以HCl形式脱除，进而抑制多氯副产物的生成。此外，气氛水对CVOCs催化氧化影响具有两面性，如何更好发挥磷基等表面改性基团促进CVOCs深度氧化仍需深入研究。

【文章内容概要】

近日，国科大杭州高等研究院环境学院郑明辉教授工作室刘国瑞教授、马云峰博士后研究团队在Environmental Chemistry and Ecotoxicology期刊上发表题为“Insight into catalytic performance of chlorobenzene over phosphate-modified MnCeO_x catalysts and suppression mechanism of polychlorinated byproducts”的研究论文。该研究基于低温氧化活性较好的MnCeOx催化体系，使用磷基物质对催化剂进行表面改性，以探究其对催化剂活性的影响和生成多氯副产物的抑制机制。

该研究基于MnCeOx催化剂系统地揭示了在催化氧化氯苯（CBCO）过程中多氯代苯、高度有毒的多氯化副产物（PCDD/Fs、PCBs和PCNs）以及多环芳烃（PAHs）的生成特性。开发了磷基改性策略（磷酸三甲酯、磷酸铈和磷酸），促进氯解吸并有效抑制多氯副产物的生成。磷酸三甲酯（TMP）改性的催化剂表现出最高的氯苯转化率（T₉₀=205℃）、稳定性和耐水性。D₂O-TPD-MS、自由基捕获和DFT计算等表征结果表明，磷酸盐改性策略可促进布朗斯特酸位点形成和H₂O水解，以提供富含质子的环境和高活性水源氧物种（·OH），从而改善了脱氯和深度氧化性能。

该研究总结了氯苯催化氧化过程中多氯副产物的生成途径主要包括自由基偶联、脱氯和缩合等反应步骤。MnCeOx-TMP催化剂对氯代和非氯代副产物生成的抑制效果最强，其生成浓度分别减少了87.7%（多氯代苯）、82.2%（PCDD/Fs）、8.5%（PCBs）和92.0%（PAHs）。磷基改性策略主要通过促进脱氯反应、削弱氯化效应以及增强深度氧化活性来抑制多氯副产物的生成。研究结果可为开发在工业含水工况下有效去除CVOCs并最小化多氯副产物的锰基催化剂提供优化策略。

【原文链接】

Dong R., Ma Y., Liu Y., Meng F., Lv J., Wu A., Han Z., Yang Y., Lin B., Jin R., Zheng M., Liu G., Insight into catalytic performance of chlorobenzene over phosphate-modified MnCeOx catalysts and suppression mechanism of polychlorinated byproducts, Environmental Chemistry and Ecotoxicology, Volume 8, 2026, Pages 729-737. https://doi.org/10.1016/j.enceco.2025.12.020

【期刊介绍】

Environmental Chemistry and Ecotoxicology (缩写ENCECO) 主要聚焦化学品在全球环境中的传输规律及其在生态系统中的毒性机制，生物体中的生物利用度和生物蓄积性，食物链中的生物放大，以及生态系统分析中的新技术和新方法、跨学科生态毒理学信息的处理方法等。期刊主要研究方向包括：环境化学、生态毒理学、环境修复、风险评估等。

根据科睿唯安发布2023年度期刊引证报告，Environmental Chemistry and Ecotoxicology首个影响因子为9.0，在ENVIRONMENTAL SCIENCES和Toxicology学科领域均位于Q1区。《2025年中国科学院文献情报中心期刊分区表》正式发布，Environmental Chemistry and Ecotoxicology 荣列大类：环境科学与生态学1区，Top期刊；小类：ENVIRONMENTAL SCIENCES 环境科学1区；TOXICOLOGY 毒理学1区。