化学水处理工艺在有机污染物的转化及去除过程中发挥着重要的作用。然而借助单一的淬灭实验以及电子顺磁共振分析等技术难以对反应体系中活性物种的生成，转化，利用以及污染物的氧化还原过程进行准确的分析与监控。同位素技术作为一种高灵敏度的研究方法，能够有效填补其余表征手段在反应机理研究方面的空白。然而以往的研究在利用同位素技术探讨机理时，仍然存在一些不恰当的解读。近日四川大学赖波教授联合阿德莱德大学段晓光教授对化学水处理过程中同位素技术的应用进行了综述，并深入探讨了该技术的机遇与挑战。
作者首先对化学水处理过程中常见的商业同位素标记的物质进行了总结，并详细讨论了同位素交换所带来的各种物理化学性质的变化。最后着重强调了溶质与溶剂间的同位素交换过程对机理讨论的影响。 随后作者从动力学同位素效应和元素示踪分析两个角度总结了同位素在机理研究中发挥的重要作用。在动力学同位素效应分析方面，作者从基础理论背景出发分别介绍了同位素技术在研究一般化学反应，质子耦合电子转移反应，光电催化反应的应用，区分了单线态氧引起的溶剂动力学同位素效应和非单线态氧引起的动力学同位素效应，并绘制了动力学同位素效应分析的路线图。 在元素示踪方面，作者从氧，氮，碳，氢，氯，溴六种元素的角度出发，总结概括了同位素示踪对于分析活性物种来源，污染物迁移转化以及消毒副产物生成方面的应用。最后作者还对同位素技术与红外，拉曼，核磁共振和电子顺磁共振的结合进行了讨论。 该工作为深入分析化学水处理过程的反应机理以及正确合理地解释同位素效应提供了新的指导。 论文信息 Isotope Techniques in Chemical Wastewater Treatment: Opportunities and Uncertainties Hongyu Zhou, Xiaoguang Duan, Bingkun Huang, Shuang Zhong, Cheng Cheng, Virender K. Sharma, Shaobin Wang, Bo Lai Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202422892
