上海交大贾金平团队Angew.:废旧锂电池中集流体元素对资源化环境催化剂的影响机制

主要观点总结

上海交通大学环境科学与工程学院贾金平团队在德国应用化学杂志发表了一项研究，该研究首次揭示了废旧锂电池中集流体元素在资源化环境催化剂中的存在形式及其对活性的潜在影响机制。研究以废旧钴酸锂电池正极活性物质为原料，制备了Co3O4基环境催化剂，并采用多种表征手段、DFT计算和类芬顿反应评估了其性能。结果表明，集流体元素Cu和Al的掺杂能够显著提高Co3O4的活性，且该催化剂对实际废水中的多种污染物具有良好的降解效果。该研究为基于废旧锂电池资源化制备高活性环境催化剂提供了理论依据，并有望加快废旧LIBs的低排放和节能资源化进程。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

基于废旧锂电池（LIBs）正极材料资源化制备环境催化剂是近年来的新兴技术，但由于集流体元素含量较低，其对资源化催化剂结构与应用性能的影响机制仍不明确。

关键观点2: 研究成果

本研究首次揭示了集流体元素在资源化环境催化剂中的存在形式及其对活性的影响机制，并成功制备了高活性的Co3O4基环境催化剂（Co3O4-LIBs）。

关键观点3: 研究方法

研究采用有机酸调控的选择性分离工艺获得仅含有Cu和Al集流体元素的草酸钴前驱体，通过煅烧法制备Co3O4-LIBs。采用XRD、FTIR、Raman、XPS、XANES和EXAFS等表征手段进行表征，结合DFT计算揭示金属对活性位点电子结构的影响机制。

关键观点4: 催化剂性能评估

通过类芬顿反应评估Co3O4-LIBs对（双）苯酚污染物和生物处理焦化废水（BTCW）的降解活性，建立其构-效关系。结果表明，Co3O4-LIBs的类芬顿活性比Co3O4提高了近1.8倍。

关键观点5: 研究意义

本研究揭示了集流体元素在资源化制备功能材料中的作用，为基于废旧LIBs资源化制备高活性环境催化剂提供了理论依据，并有望加快废旧LIBs的低排放和节能资源化进程。