新能源器件解构过程往往伴随大量阻燃剂、塑化剂、全氟化合物等二次污染的发生。典型氯代有机磷阻燃剂磷酸三（2-氯乙基）酯（Tris(2-chloroethyl) phosphate,TCEP）具有化学稳定、长距离迁移、致突变性等性质，现有的吸附技术和光催化技术难以将其完全降解和低能耗修复。基于过二硫酸盐（PDS）活化的类芬顿催化技术已经广泛用于难降解污染物的去除，但仍存在活性位点聚集、传质效率低等瓶颈。在资源循环和节能环保的背景下，亟需开发新的绿色技术应对二次污染（如TCEP污染）。

针对上述问题，广州能源所城乡矿山集成技术科研团队提出将富含钙、氮元素的废弃虾壳生物质转化为兼具高比表面积和Ca-N_x位点的多孔生物炭载体材料，实现纳米零价铁（nZVI）的均匀分散负载和TCEP的快速吸附。结果表明，研制的钙单原子生物炭负载纳米零价铁复合材料（Fe@Ca-N-C），通过TCEP吸附（Ca-N_x位点）和PDS活化（Fe位点）的协同作用实现了TCEP的高效去除（下图）；Ca-N_x位点对TCEP具有较高的吸附能（尤其是Ca-N₁位点，-0.894 eV），高于N_x位点的10倍；Fe位点（Fe⁰和Fe²⁺）将PDS活化为表面键合的羟基自由基（HO•_free），通过C-O键断裂和C-Cl键羟基化完全去除TCEP，且在连续流动反应柱中运行72小时零检出。本研究为钙单原子应用和TCEP污染修复提供了理论与技术见解。

Ca-N_x位点和Fe位点协同实现TCEP降解示意图

该研究得到了国家自然科学基金面上项目和广东省自然科学基金面上项目的资助。相关研究以The isolated Ca-N_x sites in biochar boosting Fe catalyzed Fenton-like oxidation of Tris(2-chloroethyl) phosphate: Properties,mechanisms,and applications为题发表于Applied Catalysis B: Environment and Energy。论文通讯作者为广州能源所李良忠研究员，第一作者为阳宸煜研究实习员。

论文连接：https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2025.125056