2025年7月13日，材料科学领域的顶刊《Advanced Science》（影响因子14.1）在线刊发了williamhill英国徐乐瑾副教授团队题为“Serine Grafted Silica Coated Nanoscale Zero-Valent Iron with Enhanced Fenton-Like Degradation of Mixed Organic Solvents of Tributyl Phosphate and n-dodecane”（丝氨酸接枝二氧化硅包覆纳米级零价铁类芬顿氧化降解磷酸三丁酯和正十二烷的混合有机溶剂）的论文。创新性研发出丝氨酸接枝二氧化硅包覆纳米零价铁（Ser-SiO₂@nZVI）催化剂，为核燃料后处理产生的放射性废有机溶剂处理提供了高效、安全的新方案。WilliamHill为第一完成单位，博士生孙培杰为论文第一作者，徐乐瑾副教授为通讯作者。
随着全球核能规模持续扩大，乏燃料处理过程中产生的磷酸三丁酯（TBP）与正十二烷混合有机溶剂排放量逐年攀升。在核燃料后处理的Purex流程中，TBP是萃取铀、钚的关键试剂，正十二烷作为稀释剂可调节体系密度与金属负载量，但二者长期使用后会因萃取能力下降成为放射性废物。TBP化学性质稳定，若处理不当会长期污染土壤与水体。
针对这一难题，徐乐瑾副教授团队通过丝氨酸接枝与Stöber法相结合，在纳米零价铁（nZVI）表面构建二氧化硅包覆层并接枝丝氨酸分子，形成独特的核壳结构催化剂Ser-SiO2@nZVI。该催化剂凭借三重协同效应实现性能飞跃。实验数据显示，Ser-SiO2@nZVI对混合有机溶剂的氧化效率超65%，有机相去除率高达98%。更值得关注的是，核素模拟实验验证了其卓越安全性：使用Nd³⁺、Ce⁴⁺、Sr、U模拟放射性核素时，超90%核素留存于反应容器中，且核素存在不影响降解效率，规避了核素扩散风险。此外，该催化剂在反应中Fe溶出量更少，Fe²⁺浓度更高，既能减少二次污染，又能保障反应持续高效进行。
徐乐瑾副教授所在团队长期深耕核废料处理与新型纳米材料研究，此次成果不仅为铁基材料改性提供理论支撑，更为放射性有机废液处理开辟新路径。Ser-SiO₂@nZVI催化剂可望应用于核电站废油的处理，同时为其它疏水性有机污染物降解提供通用解决方案，对推动核工业绿色发展具有重要意义。
论文链接：
https://doi.org/10.1002%2Fadvs.202509319
