WR：铀酰形态和代谢对枯草芽孢杆菌增强铀生物固定化的调控作用

铀矿开采为核能工业提供了原料，但也产生了含铀地下水等环境问题。酸法地浸采铀（AISL）退役矿区的地下水通常具有低pH、高铀浓度和高硫酸盐浓度等特征。铀兼具化学毒性和放射性，进入地下水循环后对生态系统和人体健康构成潜在威胁。生物修复利用微生物将溶解态铀固定于固相，是一种具有前景的经济有效策略，但在真实地下水环境中，多种化学组分可能影响微生物的固铀效能与作用机制，目前相关认识尚不充分。本研究以典型矿区地下水为参照，筛选出U、SO₄²⁻、Ca²⁺、K⁺、腐殖酸和富里酸等关键影响因子。实验表明，枯草芽孢杆菌在好氧条件下可通过生物吸附、生物矿化和生物还原三种途径协同固定铀，其中代谢依赖型固定在中性条件下的贡献最大，约占总固定效率的45%。进一步分析显示，不同化学组分通过调控铀的赋存形态和细菌代谢通路，改变铀的固定位点与固定效率。例如，SO₄²⁻促进U(VI)还原，Ca²⁺进入细胞与铀络合，二者均促进胞内铀磷酸盐矿物的积累；F⁻则刺激磷代谢以降低氟毒性，从而削弱铀与磷的络合，抑制固定效果。上述结果为酸法铀矿退役场地的地下水原位修复提供了理论依据，并表明修复方案需根据当地水化学特征进行针对性设计，综合考虑水化学组分对微生物行为和铀形态的调控作用。

上述研究成果以“Controls of uranyl species and metabolism on Bacillus subtilis-enhanced uranium bio-immobilization”为题，在线发表于Water Research（WR）。我院孙占学为通讯作者，李江等为论文共同作者。本研究得到国家自然科学基金（42430716）等项目资助。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.watres.2025.124221

酸法铀矿地下水中枯草芽孢杆菌介导的铀生物固定：形态与代谢的双重控制

JH：基于机器学习的酸法地浸铀矿原位浸出过程参数（ISLPP）优化设计

酸法地浸采铀是当前砂岩型铀矿开发的主要工艺，但浸出剂浓度和注入速率等关键过程参数的确定长期依赖经验，且受地层非均质性、试剂价格、铀价波动及开采周期等多重不确定因素影响，传统反复调用反应性溶质运移模型进行优化面临巨大计算负担。针对这一问题，本研究提出了一套基于机器学习代理模型的优化设计框架：以内蒙古巴彦乌拉铀矿现场试验为案例，首先建立反应性迁移模型，并通过局部敏感性分析确定有效孔隙度为关键不确定参数；进而采用反向传播神经网络构建高精度代理模型，替代原模型参与蒙特卡洛不确定性分析，大幅降低计算成本；在此基础上，以最大收益为目标，利用模拟退火算法求解不同酸价、铀价和开采时长下的最优浸出剂浓度与注入速率方案。结果表明，代理模型与原始模型的拟合决定系数达0.999，计算效率显著提升；优化方案显示，当铀价升高时可提高注酸浓度和注入速率，当酸价上涨时则需降低注入速率，添加氧化剂双氧水可增加收益但需精细调控其浓度。该研究为酸法地浸铀矿的过程参数动态调控提供了量化工具，也为类似地下水模拟优化问题提供了可推广的机器学习-优化耦合方法。

上述研究成果以“Machine learning–based optimal design of the in-situ leaching process parameter (ISLPP) for the acid in-situ leaching of uranium”为题，在线发表于Journal of Hydrology（JH）。我院罗跃为通讯作者，刘金辉、李寻和章艳红等为论文共同作者。本研究得到国家自然科学基金（42062017, U2267218, U1967209, 42107093）等项目资助。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2023.130234

数值模拟结果：（A）模型概念图；（B）模拟浓度与实测浓度的拟合结果，包括 U⁶⁺浓度、Ca²⁺浓度、pH、Al³⁺浓度和 Fe³⁺浓度（Wang 等，2022）

JGE：贵德盆地上新世地热影响下高氟地下水空间分布及富集机制

高氟地下水是我国乃至全球面临的重要环境问题之一，长期饮用可引发氟斑牙、氟骨症等健康损害。贵德盆地承压含水层中存在显著的高氟地下水，其形成受地热活动、强碱性环境、深埋藏条件及缓慢水循环等多重因素共同影响，富集机制较为复杂。本研究通过系统采样与分析，对比了承压水和潜水的水化学特征，发现承压水以Na-HCO₃·Cl型为主，氟浓度沿地下水流向逐渐升高，最高达5.67 mg/L，而潜水以Ca-HCO₃型为主，氟含量普遍较低。研究表明，高HCO₃⁻促进Ca²⁺沉淀，进而增强含氟矿物的溶解，持续释放氟进入地下水；高pH和高Na/Ca摩尔比则通过竞争吸附促进氟从矿物表面解吸。冗余分析定量显示，竞争吸附对氟富集的贡献最大（52.1 %），其次为地热效应（19.4 %）、碳酸盐矿物沉淀（13.9 %）和地下水滞留时间（12.8 %）。健康风险评价表明，承压水对各年龄段人群的非致癌风险均显著高于潜水，其中婴幼儿最为敏感。研究成果为贵德盆地及类似地质条件地区的高氟地下水成因认知和饮用水安全管理提供了科学依据。

上述研究成果以“Spatial distribution and enrichment mechanisms of high fluoride groundwater in geotherm-affected Pliocene aquifers of the Guide basin, China”为题，在线发表于Journal of Geochemical Exploration（JGE）。我院王振为第一作者，Adimalla Narsimha、裴军令和刘海燕等为论文共同作者。本研究得到国家自然科学基金（42302284 , 42262029）等项目资助。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.gexplo.2023.107356

研究区位置、地下水采样点及水文地质剖面（A-A’）(A) 地下水中Li/Na与F⁻摩尔比, (B) δD与δ¹⁸O

JCIS：泡沫电极上WO₃掺杂TiO₂用于高效光电捕获放射性废水中的U(VI)：协同性能与机制

随着核能的广泛利用，水溶性六价铀（U(VI)）在自然水体中的迁移行为已引发严重的环境问题。当前，针对U(VI)的去除方法主要包括吸附、离子交换、膜分离、生物修复及光电催化还原等。其中，光催化技术因具有高效且无二次污染的优势而备受关注，但仍面临光化学转化效率偏低、光生电子-空穴对复合速率快、反应产物堵塞活性位点以及固液分离困难等瓶颈。为克服上述局限，本研究采用溶胶-凝胶法结合浸渍工艺，在泡沫镍基底上直接构建了TiO₂/WO₃Z型异质结电极，无需使用粘结剂即可实现活性组分的均匀负载及稳定异质界面的形成。得益于Z型异质结构，所制备的TiO₂/WO₃@NF电极在初始U(VI)浓度为10 mg/L的条件下，3小时内去除率达97.75%，显著高于相同条件下纯TiO₂的83.3%。性能提升主要归因于有利的界面能带排列及内建电场的协同作用，该结构有效促进了光生电荷载流子的定向迁移与高效分离，同时在保持强氧化还原能力的基础上提升了可见光利用率。此外，该电极经六次循环使用后仍保持初始去除效率的87%，表现出良好的稳定性与可重复使用性。本研究深化了对钨基Z型异质结界面电荷调控机制的理解，并为合理设计高效光电极、实现放射性废水中U(VI)的光电催化去除提供了实践指导。

上述研究成果以“WO₃-doped TiO₂ on foam electrodes for efficient photoelectrocatalytic capture of U(VI) from radioactive wastewater:synergistic performance and mechanism”为题，在线发表于Journal of Colloid and Interface Science（JCIS），一区TOP期刊，影响因子9.65。郭亚丹教授和宣铿副教授为通讯作者。本研究得到国家自然科学基金（22366004, 42430716）等项目资助。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.jcis.2026.140078

TiO₂/WO₃ Z型异质结电极高效光电捕获水中U(VI)机理图

JH：地下水中稀土元素的水文地球化学和健康意义

稀土元素（REEs）是15种化学性质相似的镧系元素，因其在环境中稳定且可预测的地球化学行为，正成为地下水研究中备受关注的一类物质。近年来，随着稀土在医疗、电子、农业和新能源等领域的广泛应用，人为来源的稀土日益进入地下水系统，使其兼具“天然示踪剂”与“新兴污染物”的双重角色。该综述系统梳理了地下水中稀土的来源、迁移富集机制、示踪应用及健康风险。研究指出，地下水中的稀土既可源于含水层岩石的风化溶解，也可来自酸矿排水、含稀土肥料、电子废物渗滤液，乃至医院排放的核磁共振造影剂等人类活动。进入地下水后，稀土的分布与形态受氧化还原、络合、吸附和解吸等过程共同调控：氧化条件下铈易被氧化沉淀而产生负异常，可用于指示氧化还原环境；碳酸根络合作用则使重稀土相对富集，影响其迁移能力。正是这些特征，使得稀土成为追踪地下水污染来源和地球化学过程的有效手段。例如，中稀土富集可指示酸矿排水的影响，钆的正异常则精准标记医疗废水污染。同时，该综述也指出，长期饮用含稀土地下水可能对神经、肾脏、免疫系统及生殖健康产生潜在风险，且儿童面临的健康风险更高。然而，目前全球仍缺乏稀土饮用水的健康指导值，相关流行病学研究也十分有限。该文呼吁加强地下水中稀土的监测，区分自然与人为来源，并推动跨学科研究以填补生态毒理与健康影响之间的认知空白，为制定科学的水质标准和风险管理策略提供依据。

上述研究成果以“Hydrogeochemical and health implications of rare earth elements in groundwater: A review”为题，在线发表于Journal of Hydrology（JH）。我院刘海燕为通讯作者，王振为论文共同作者。本研究得到国家自然科学基金（42130509 , 42262029）等项目资助。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2025.132704

地球化学过程控制地下水中稀土元素的示意图

EST：通过铁电凝结合有机配体协同螯合从水溶液中高效捕获和沉淀六价铀

随着核能的快速发展，铀的需求量急剧增加，由此产生的大量含铀放射性废水对生态环境和公众健康构成了严重威胁。从水溶液中高效、经济地去除和回收铀，一直是环境科学领域亟待解决的关键问题。针对铀矿开采产生的低浓度含铀废水污染难题，本研究提出铁电凝聚耦合有机配体协同螯合新型水处理技术，用于水溶液中六价铀高效截留沉淀。该研究的核心创新在于，首先利用含有氨基、羟基和羧基的有机配体，在酸性条件下（pH < 3.0）对游离的铀酰离子进行预固化。这一过程将原本带正电的铀酰离子转化为带负电的铀-有机配体螯合物。随后，通过铁电絮凝过程产生的铁氧化物/氢氧化物絮凝前驱体，能够高效地捕获这些大分子螯合物，从而实现铀的快速沉淀。实验结果表明，最优条件下，实验室模拟含铀废水的去除效率高达99.65 %。即使在处理真实的铀尾矿库废水时，去除率也达到了99.02 %。研究揭示，其高效性归因于铀-有机配体螯合物形成后，Zeta电位的显著降低以及絮凝前驱体对螯合物的晶格包裹作用。此外，通过碳酸钠和过氧化氢溶液对沉淀物进行洗脱，可以获得高达106.52 μmol/L的浓缩铀溶液，且其他金属杂质含量极低，实现了铀的去除与富集同步完成。整个过程在低操作电流电位下进行，是一种兼具成本效益与环境友好性的新方法。相较于吸附、膜分离、离子交换等传统工艺，本方法成本低、操作简便、环境相容性好，有机配体的引入可同步在电凝聚过程中去除，为含铀放射性废水无害化处理与铀资源回收提供全新技术思路。

上述研究成果以“Highly Efficient Interception and Precipitation of Uranium(VI) from Aqueous Solution by Iron-Electrocoagulation Combined with Cooperative Chelation by Organic Ligands”为题，在线发表于Environmental Science & Technology（EST）。我院王学刚，王光辉，郭亚丹等为论文共同作者。本研究得到国家自然科学基金项目（51564001,20207022）,江西省自然科学基金项目（20161BAB213091），江西省教育厅科技项目（GJJ160579）等项目资助。

原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.7b05288

铁电混凝-有机配体协同螯合沉淀铀的可能机理

JHM：可降解微塑料衍生溶解性有机质与镉在饱和多孔介质中的分子选择性及共迁移动力学机制研究

随着可降解塑料的大量应用，其老化过程中释放的溶解性有机质（BMP-DOM）对环境中重金属迁移的影响受到广泛关注，但相关分子机制尚不明确。本研究以PBAT、PBS和PLA三种典型可降解塑料为对象，结合紫外老化、三维荧光光谱（EEM-PARAFAC）、傅里叶变换离子回旋共振质谱（FT-ICR MS）及石英砂柱迁移实验，系统揭示了BMP-DOM与镉（Cd）的相互作用及其迁移机制。结果表明，不同聚合物释放的DOM具有显著差异的分子组成特征，其中PBAT-DOM富含芳香族组分，PBS-DOM以脂肪族物质为主，PLA-DOM则具有更高的氧化程度。所有BMP-DOM均表现出促进Cd迁移的作用，使Cd回收率提高4.5%–26.6%。低浓度条件下，DOM分子组成主导Cd迁移能力，其中芳香性是关键控制因素；高浓度条件下则表现为数量效应主导。研究进一步发现，传统分析方法容易忽略的酸不稳定DOM-Cd络合物在Cd迁移过程中发挥重要作用。该研究揭示了可降解塑料降解产物影响重金属环境行为的分子机制，为可降解塑料环境风险评估和重金属污染防控提供了科学依据。

上述研究成果以“Mechanistic Insights into the Molecular Selectivity and Cotransport Dynamics of Biodegradable Microplastic-Derived DOM with Cadmium in Saturated Porous Media”为题，在线发表于Journal of Hazardous Materials（JHM）。我院孙凯璇（通讯作者）等人联合中国科学院地球化学研究所廖鹏研究员（通讯作者）开展合作研究。本研究得到江西省自然科学基金（20232BAB213089，20252BAC240299）等项目资助。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2026.142392

BMP-DOM分子特征演变及其与Cd共迁移机理示意图

原子能科学技术：硝酸盐诱导下地下水中铀的活化作用研究

随着核能的开发利用，地下水铀污染已成为全球性环境问题。硝酸盐（NO₃⁻）作为地下水中常见的人为污染物和强氧化剂，可通过化学与微生物协同作用促使难溶性四价铀[U(Ⅳ)]转化为可迁移的六价铀[U(Ⅵ)]，从而加剧铀的活化与扩散。然而，目前关于硝酸盐介导下铀活化程度的主控因素及其作用机制仍缺乏系统认识。本研究通过室内静态批实验，以实际地下水为反应介质，系统探究了硝酸盐浓度、金属还原地杆菌（Geobacter metallireducens）浓度、pH和Fe²⁺浓度对铀活化速率的影响。研究结果表明：初始pH为6.8~7.0时活化效果最佳，该范围恰为金属还原地杆菌的最适生长pH，偏离该区间会抑制细菌呼吸，从而降低活化速率。硝酸盐浓度低于100 mg/L时，铀活化速率与浓度呈正相关，超过该阈值后活化速率不再显著提升，但可维持持续活化。Fe²⁺浓度低于0.2 mg/L时，活化速率随Fe²⁺和菌浓度增加而显著上升，Fe²⁺氧化生成的Fe³⁺作为强氧化剂进一步加速铀的溶解。在硝酸盐与铀共存体系中，硝酸盐会优先氧化Fe²⁺，其次再氧化铀，表明Fe²⁺对硝酸盐的消耗起到竞争性缓冲作用。活化过程产生的Fe³⁺和U(Ⅵ)是体系Eh升高的主要原因，而Eh越大，铀活化效果相对越好。该研究揭示了硝酸盐、Fe²⁺与功能微生物协同驱动铀活化的生物地球化学机制，明确了关键环境因子的浓度阈值，为地下水铀污染的预测预警与防治修复提供了重要的理论依据。

上述研究成果以“硝酸盐诱导下地下水中铀的活化作用研究”为题，在线发表于《原子能科学技术》。我院葛勤为第一作者，李昕妍为论文共同作者。本研究得到国家自然科学基金（42202288，42262029），南昌市水文地质与优质地下水资源开发利用重点实验室基金（20251C202），江西省自然科学基金（20212BAB213007，20232BAB203066）等项目资助。

原文链接：DOI: 10.7538/yzk.2025.youxian.0475

不同初始浓度下pH、Eh、Fe²⁺浓度、NO₃^–浓度和U(Ⅵ)浓度随时间的变化

EES：Desulfovibrio multispirans H1MTZ23介导矿化对低浓度含铀水体的生物修复

铀矿开采和核工业操作不可避免的将铀引入环境中，造成放射性和重金属污染的双重威胁。生物修复技术因其经济性和高选择性在含铀水体的修复中发挥着至关重要的作用。本研究从铀矿区土壤中分离获得一株硫酸盐还原菌（SRB）—Desulfovibrio multispirans H1MTZ23，研究了该菌对低浓度铀的去除效果及潜在机制，特别关注其介导的铀生物矿化机理。实验结果表明，H1MTZ23 对铀的最佳吸附 pH 为 6，最大平衡吸附容量达 212.8 mg/g。该菌株的吸附动力学符合准二级动力学模型。在不同水化学条件的生长体系中（铀浓度：0.25~5.0 mg/L；硫酸根浓度：338~6000 mg/L），H1MTZ23 对铀的去除效率介于77.33% 至100%。H1MTZ23 对铀的去除是通过生物吸附、生物还原和生物矿化三种途径协同作用实现的。此外，本研究提出了 H1MTZ23 介导的铀生物矿化过程，包括以下阶段：表面吸附、无定形沉淀、结晶和晶体生长，该过程始于无定形铀沉淀物的形成，随后这些沉淀物转变为结晶相并逐渐生长，最终形成大的针状和片状含铀矿物，分布在菌体表面和周质空间。H1MTZ23 对铀和硫酸根表现出的较强去除效率，表明其在处理弱酸性、高硫酸盐含铀水体方面具有一定的应用潜力。

上述研究成果以“Bioremediation of low-concentration uranium wastewater by Desulfovibrio multispirans H1MTZ23 mediated mineralization”为题，在线发表于Ecotoxicology and Environmental Safety（EES）。我院蒙萍为第一作者，李江为通讯作者。本研究得到国家自然科学基金（42430716）项目的资助。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2026.119981

Desulfovibrio multispirans H1MTZ23 去除铀机理示意图

GRL：青藏高原北部欧龙布鲁克地体晚寒武世古地磁研究及其对原特提斯洋古地理演化的约束

特提斯洋是显生宙期间存在于北方劳亚大陆与南方冈瓦纳大陆之间的一个巨型海盆，其演化过程通常划分为原特提斯、古特提斯和新特提斯三个阶段，分别对应早古生代、晚古生代和中生代。青藏高原北部被视为原特提斯洋闭合所造就的早古生代造山带，该洋盆的演化涉及高原北部多个块体（包括柴达木、祁连、欧龙布鲁克及昆仑等）在时空上的复杂拼合与碰撞过程。因此，准确恢复这些地体在早古生代的古地理位置，对于深入理解原特提斯洋的演化历史具有关键意义。然而，目前对该时期高原北部地体古纬度的认识仍缺乏系统的古地磁学定量约束。针对这一问题，东华理工大学裴军令教授联合中国地质科学院地质力学研究所曹勇副研究员、孙知明研究员，以及中国地质科学院地质研究所李海兵研究员等，对青藏高原北部欧龙布鲁克地块的晚寒武世灰岩开展了构造古地磁学、岩石磁学及岩相学综合分析，首次获取了该地块晚寒武世可靠的古地磁数据。研究结果表明，欧龙布鲁克地块晚寒武世位于约20.6°S的古纬度位置；青藏高原北部诸地体当时应处于冈瓦纳大陆印度板块的西北缘；原特提斯洋的主要分支洋盆在晚寒武世期间发育于南半球低纬度区域。上述成果为限定原特提斯洋晚寒武世的古地理格局提供了重要证据，也为重建青藏高原各块体的古地理位置和深入探讨特提斯演化进程提供了新的定量依据。

上述研究成果以“First Late Cambrian Paleomagnetic Results From the Oulongbuluke Terrane, Northern Tibetan Plateau: Implications for the Paleogeography of the Proto-Tethys Ocean”为题，在线发表于Geophysical Research Letters（GRL）。我院裴军令为通讯作者，本研究得到国家自然科学基金（41930218，42172255）等项目资助。

原文链接：https://doi.org/10.1029/2024GL110620

晚寒武世原特提斯洋古地理位置重建

NCB：华北地块；SCB：华南地块；TB：塔里木地块；QT：柴达木地体；OT：欧龙布鲁克地体；QL：祁连地体；QTT：羌塘地体；IT：印支地体。冈瓦纳、劳亚、波罗的和西伯利亚板块的古地理位置据Torsvik et al.（2012），华北、华南和塔里木地块的古地理位置据 Huang et al.（2018 ）。欧龙布鲁克、柴达木和祁连地体的方位和相对位置据 Dong et al.（2021）。

BT：全氟和多氟化合物（PFAS）暴露下脱氮路径解析与功能菌群的协同降解机制

全氟及多氟烷基物质（PFAS）因其极强的化学稳定性和环境持久性，已成为全球关注的新兴污染物。污水处理厂是PFAS进入水环境的重要途径之一，同时承担着脱氮除磷的关键功能。然而，短链PFAS及其替代物（如GenX和PFHxA）对污水生物脱氮系统中微生物群落结构与功能的影响尚不清晰，特别是在序批式生物膜反应器（SBBR）体系中的作用机制研究极为有限。本研究构建了实验室规模的SBBR反应器，系统探究了不同浓度（0、10、100 μg/L）PFHxA与GenX共暴露条件下，反应器脱氮效能、胞外聚合物（EPS）分泌特征、微生物群落演替及关键功能基因表达的响应规律，并通过质量平衡分析和中间产物鉴定，揭示了微生物对PFAS的潜在降解途径。结果表明，100 μg/L PFAS暴露使NH4+-N和COD去除率分别下降28%和10%，而NO3--N去除基本不受影响。PICRUSt2功能基因预测显示，PFAS主要通过抑制氨同化关键酶基因（GlnA、GdhA、GltB/D）及反硝化末端还原酶基因（NosZ）的表达，干扰氮代谢网络。微生物群落中，Flavobacterium、Pseudomonas、Hydrogenophaga和Thauera被识别为具有潜在脱氟功能的协同菌属，其中Pseudomonas中CrcB基因丰度随PFAS浓度升高显著上调，可能在PFAS降解中起到重要作用。质量平衡计算表明，约13.8%的PFHxA和14.9%的GenX通过微生物生物转化去除，且检测到PFPeA、PFBA、PFPrA和TFA等短链降解产物，据此推断了两种PFAS的可能降解路径。上述结果为理解PFAS胁迫下污水生物脱氮系统的响应机制提供了新见解，并为PFAS污染场地的生物强化修复策略提供了理论依据。

上述研究成果以“Dissection of denitrification pathways and synergistic degradation mechanisms of functional microbial communities under per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) exposure”为题，在线发表于Bioresource Technology（BT）。我院黄丹丹为通讯作者，高柏、刘媛媛、马文洁等为论文共同作者。本研究得到国家自然科学基金（42207094, 42302293）等项目资助。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.biortech.2026.133926.

PFAS 暴露条件下 SBBR 中功能微生物群落与脱氮过程的协同降解模型

CEJ：花瓣状二硫化钼压电催化萃取铀过程中活性物种的演化及作用

铀作为核能领域的战略性资源，其高效回收与安全处置对资源保障和环境保护均具有双重重要意义。核设施运行及铀矿开采过程中产生的废水中，铀主要以毒性强、迁移性高的铀酰离子形式存在，亟需发展高效的提取技术。压电催化因无需添加牺牲剂或保护气氛，且能直接利用环境中的机械能，近年来受到广泛关注。本研究以具有优异压电性能的花瓣状二硫化钼（p-MoS₂）为核心催化剂，系统考察了超声驱动下压电催化过程对水相U(VI)的提取性能及其作用机制。实验结果表明，p-MoS₂在10分钟内即可实现89.54%的U(VI)去除率，相应拟一级速率常数高达0.20 min^-1，显著优于非压电性的商业二硫化钼。本研究揭示了一种反应过程中自维持的氧源机制：压电产生的空穴可直接氧化水分子，原位生成O₂，随后O₂经压电电子还原为超氧自由基（•O₂^-），并进一步作为关键前驱体转化为H₂O₂。深入研究表明，电子、•O₂^-及内源性H₂O₂三者共同承担将U(VI)还原为不溶性UO₂的主要作用，而部分生成的UO₂可进一步被•OH氧化为U₃O₈。该压电催化体系在多轮循环中表现出优异的稳定性，五次循环后仍保持85%以上的提取效率，并在实际含铀废水中展现出良好的适应性与应用前景。本研究不仅澄清了压电催化过程中氧源归属的争议，也凸显了H₂O₂在还原路径中的关键作用，为在缺氧条件下无需牺牲剂运行的高效铀提取策略提供了新的理论依据与技术思路。

上述研究成果以“Probing the evolution and roles of reactive species in piezo-catalytic uranium extraction with petaloid MoS₂”为题，在线发表于Chemical Engineering Journal（CEJ），一区TOP期刊，影响因子12.45。郭亚丹教授和郑莹讲师为通讯作者，本研究得到国家自然科学基金（22366004）等项目资助。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2026.176666

p-MoS₂压电催化提取水中U(VI)机理图

Desal：Cu/Fe双金属改性ZIF-8高效铀(VI)吸附剂的制备及其增强去除机制

核工业的快速发展使铀矿开采、燃料制备及后处理等过程产生大量含铀废水，对生态环境和人体健康构成潜在威胁。吸附法因操作简便、选择性高、材料来源广泛，成为铀污染治理中最具应用前景的技术之一。金属有机框架材料（MOFs）凭借高比表面积、可调孔隙结构及良好的热稳定性，在重金属和放射性核素吸附领域受到广泛关注。其中，沸石咪唑酯骨架材料（ZIFs）因优异的吸附性能和水相稳定性成为研究热点，但其典型代表ZIF-8仍存在吸附效率有限、动力学不足及易团聚等问题，制约其实际应用。针对上述瓶颈，本研究通过将Cu/Fe双金属纳米颗粒（Cu/Fe NPs）与ZIF-8复合，构建了新型吸附剂Cu/Fe@ZIF-8，旨在通过结构复合与功能协同提升铀吸附性能和材料稳定性。研究表明，该材料具有丰富的多级孔结构、高比表面积及大量活性官能团，显著增强了对U(VI)的去除能力，克服了传统吸附剂在容量和动力学方面的局限。吸附行为符合准二级动力学和Sips等温模型，表明其为自发的吸热过程，兼具单层与多层化学吸附特征。机理研究表明，U(VI)的去除涉及离子交换、配位络合、静电作用及π–π堆积的协同机制，–OH、–NH、Fe–OH和Cu–OH等官能团发挥关键作用。该材料对铀具有优异选择性，且具备良好再生能力。本研究证实了Cu/Fe@ZIF-8在放射性污染治理中的应用潜力，并为高性能铀吸附材料的设计开发提供了理论与实验依据。

上述研究成果以“High-performance uranium(VI) adsorbent via bimetallic Cu/Fe modified ZIF-8: Preparation and enhanced removal mechanism”为题，在线发表于Desalination（Desal）。我院王学刚和郭亚丹为通讯作者。本研究得到国家自然科学基金（42430716）等项目资助。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.desal.2025.119772

Cu/Fe@ZIF-8吸附剂吸附铀的机理图

JECE：可见光驱动下磷掺杂氮化碳负载铁单原子催化剂活化过氧乙酸协同降解双酚A：性能、机理及毒性评估

双酚A（BPA）作为全球产量最高的化工原料之一，广泛用于塑料、树脂等消费品生产，同时也是公认的内分泌干扰物，即使极低浓度暴露也可能对人体生殖系统和神经系统产生危害，传统水处理技术对其去除效率有限，开发高效、稳定且可循环使用的催化降解技术成为环境领域的重要课题。近日，一项基于单原子催化技术的研究取得重要突破，研究团队采用热解与浸渍相结合的简便方法，成功合成了锚定在磷掺杂氮化碳（g-C₃N₄）载体上的铁单原子催化剂（Fe-SACs@P/g-C₃N₄），该材料在可见光驱动下可高效激活过氧乙酸（PAA），实现对BPA的快速降解与矿化。实验数据显示，在Fe-SACs@P/g-C₃N₄+PAA+可见光协同体系下，BPA在10分钟内的去除率高达97.8%，总有机碳（TOC）去除率达到64.5%，表明该体系不仅能高效分解目标污染物，还具备将其中间产物进一步矿化为无机物的能力，有效降低二次污染风险。研究团队通过球差校正高角环形暗场扫描透射电镜（AC-HAADF-STEM）和X射线吸收精细结构谱（XAFS）明确证实了铁以单原子分散状态锚定于载体表面且形成Fe-N₄配位结构，而进一步的表征与理论计算表明，铁单原子与磷掺杂的协同引入有效调控了g-C₃N₄的电子结构，显著增强了材料在可见光区的吸收能力并大幅促进了光生电荷的分离与迁移——这正是催化性能跃升的关键所在。线性扫描伏安法（LSV）测试证实该体系中的电子转移速率显著加快，凸显了光催化过程与PAA活化之间的强协同效应，机理研究表明光生电子与Fe位点持续协同激活PAA，产生活性氧物种（ROS）军团，包括空穴（h⁺）、乙酰过氧自由基（CH₃C(O)OO⋅）、乙酰氧自由基（CH₃C(O)O⋅）、单线态氧（¹O₂）和超氧自由基（⋅O₂⁻），多种活性物种的联合作战实现了对BPA分子的多路径攻击与高效裂解。结合Fukui函数理论计算与液相色谱-质谱联用（LC-MS）分析，研究团队绘制了BPA的完整降解路径图谱，定量构效关系（QSAR）模型预测结果表明各降解中间产物的生态毒性较母体化合物显著降低，证实该技术在处理安全性方面具备可行性。在连续五次循环使用后，材料对BPA的降解效率仍保持在79.8%，且金属浸出量极低、材料结构未发生明显变化，充分证明了该催化剂优异的稳定性与可重复使用性，为单原子催化技术在实际水处理中的应用提供了理论与实验基础，也为新兴有机污染物的高效去除开辟了一条兼具速度、深度与安全性的新路径。

上述研究成果以“Visible-light-driven photocatalytic activation of peroxyacetic acid by Fe single-atom catalysts anchored on phosphorus-doped g-C3N4 for synergistic degradation of bisphenol A: Performance, mechanisms and toxicity evaluation”为题，在线发表于Journal of Environmental Chemical Engineering（JECE）。我院王光辉为通讯作者，田云萱等为论文共同作者。本研究得到了国家自然科学基金（41761069）等项目资助。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.jece.2026.122707

光催化与过氧乙酸协同降解双酚A的反应机理