2025 中国国际工业废水处理与资源化利用峰会暨水科技嘉年华圆满落幕！来自南京大学环境学院的张炜铭教授，携团队深耕多年的绿色氧化技术研究成果，带来《工业废水绿色氧化技术探索》主题演讲。

演讲聚焦氧化锆基催化剂的创制与应用，以五大核心技术突破 + 硬核实验数据为支撑，深度拆解难降解有机废水处理的优化路径，为行业提供 “高效净化 + 绿色低碳” 的创新解决方案，引发全场参会嘉宾的强烈共鸣与热烈讨论。

“随着环保政策日趋严格，‘深度处理 + 资源化利用’已成为工业废水治理的刚性要求，而难降解有机废水始终是横在行业面前的‘硬骨头’。” 张炜铭教授在演讲开篇直击行业痛点。当前，化工、制药、印染等行业排放的废水成分复杂，持久性有机污染物含量高、可生化性差，常规物化与生化处理技术难以实现达标排放，亟需高效、稳定、环保的深度处理技术。

政策层面，“绿色低碳”“近零排放” 成为行业发展的核心导向，地方对废水 COD、重金属、持久性污染物的排放管控持续加码，倒逼企业从 “末端治理” 向 “源头减排 + 深度净化 + 资源回收” 转型。

行业层面，企业对水处理技术的需求已从 “达标排放” 转向 “提质降本 + 资源化循环”，如何在降低处理成本的同时，提升污染物去除效率与资源回收价值，成为行业共同关注的核心议题。高级氧化技术凭借强氧化性实现污染物矿化，成为难降解废水处理的主流方向，而绿色催化剂的创制则是技术突破的关键。

张炜铭教授结合团队多年研究积累与多项顶级期刊成果，从结构调控、协同机制、活性物种调控等维度，系统分享了氧化锆基催化剂的技术革新之路，构建起一套高效、绿色、普适的难降解废水处理技术体系。

突破一：晶型精准调控，解锁助催化新潜能

团队发现氧化锆的晶体结构对催化性能起决定性作用：无定形氧化锆（a-ZrO₂）表面丰富的 - OH 基团，可促进 O₂⁻生成；单斜氧化锆（c-ZrO₂）与铁形成的 Zr-Fe 异质结，能高效活化 H₂O₂。基于这一发现，通过调控氧化锆晶型制备的 Fe-Zr 双金属催化剂，大幅提升了双酚 A（BPA）降解效率，为催化剂结构设计提供了全新思路，相关成果已发表于 Appl. Catal. B, Environ.。

突破二：双金属协同机制，强化电子传递效率

以 Zr 节点 MOFs 为模板，团队揭示了 Zr 对 Fe 催化类芬顿反应的调控机制：Zr 不仅能促进电子向 Fe 定向转移，加快 Fe (III)/Fe (II) 循环，还能诱导 ¹O₂生成，双重作用下羟基自由基（・OH）产量显著增加。实验数据显示，Fe₃O₄@UiO-67 复合催化剂的污染物降解动力学常数远高于单一 Fe₃O₄催化剂，证实了双金属协同的优异效果，相关研究发表于 Appl. Catal. B, Environ.。

突破三：活性物种定向调控，适配多元污染场景

通过引入富电子或缺电子配体，团队实现了催化活性物种的精准调控：富电子体系中，Fe 位点电荷密度增大，以单电子转移为主生成自由基；缺电子体系则促进双电子转移，形成高价铁活性物种（Fe (IV)）。这一创新让催化剂可根据废水污染物类型灵活切换反应机制，大幅拓展了应用场景，相关成果发表于 Appl. Catal. B, Environ.。

突破四：非晶化改性，打造无氯高效降解体系

传统氧化锆催化需依赖氯离子协同，而团队开发的无定形氧化锆（a-ZrO₂），在无氯离子存在时仍能高效活化 PMS、PDS、H₂O₂等氧化剂，实现卡马西平（CBZ）等难降解污染物的完全降解。其反应速率是常见变价金属氧化物的 5.1-72.0 倍，彻底摆脱了对氯离子的依赖，避免二次污染，相关研究发表于 Water Res.。

突破五：Lewis 酸型催化剂，降低反应能耗

团队优选 V-Al₂O₃等 Lewis 酸型金属氧化物作为模型催化剂，发现其能通过吸附作用显著降低 PMS 与氯离子反应的活化能。差分电荷图与自由能计算证实，吸附态 PMS 与氯离子的反应能垒大幅降低，为开发低能耗催化体系提供了理论支撑。此外，团队提出 “吸附剂 - 催化剂” 角色转变设想，通过简单投加氧化剂，即可实现活性氧化铝从吸附剂向催化剂的功能切换，为现有水处理设施升级提供低成本方案，相关成果发表于 Environ. Sci. Technol.。

张炜铭教授强调，团队的系列研究成果已在 Environ. Sci. Technol.、Water Res.、Appl. Catal. B, Environ. 等顶级期刊发表，技术可行性与先进性得到学界广泛认可。该类氧化锆基催化剂具有高矿化效率、操作简便、环境友好等优势，可广泛应用于化工、制药、印染等行业的难降解有机废水处理。

在实际应用中，该技术能深度降解 COD、持久性有机物等污染物，为工业废水达标排放与资源化利用提供核心支撑；其低成本、高稳定性的特点，能有效降低水处理工程的投资与运行成本，契合当前 “提质降本” 的行业需求。

展望未来，张炜铭团队将持续优化催化剂性能，拓展技术在重金属去除、离子高选择性分离等领域的应用，推动绿色氧化技术的规模化推广与工艺升级。同时，团队将加强与企业的产学研合作，将实验室成果转化为工业化应用方案，助力行业从 “末端治理” 向 “资源化循环” 转型，为工业废水处理行业绿色高质量发展注入强劲动力。

本次峰会上，张炜铭教授的演讲不仅展现了我国在工业废水绿色氧化技术领域的前沿突破，更搭建了学术研究与产业应用的沟通桥梁。随着政策支持力度加大与技术创新加速，工业废水处理行业正迎来全新发展机遇，而以氧化锆基催化技术为代表的核心创新，将成为行业破解难题、实现绿色转型的关键力量。