近日，我校化学与分子工程学院邢明阳教授受邀在国际知名期刊《自然-水》（Nature Water，IF：30.7）上发表了一篇题为“Redefining advanced oxidation processes for low-carbon water treatment”的重要前瞻性（Perspective）文章。该研究构建了高级氧化过程低碳转型的多层次理论框架，为水处理技术从效率优先迈向低碳可持续提供了系统性路线图。

图片说明：高级氧化技术从效率最大化到低碳与可持续性设计

高级氧化技术（AOPs）通过产生活性氧物种（ROS）矿化有机污染物，是保障水资源安全的关键手段。过去数十年的持续创新已将污染物去除效率推向了催化动力学的理论极限。然而，一味追求降解效率可能导致处理效果提升与碳排放增加相伴随的悖论。污染物浓度降至痕量后，ROS利用效率急剧下降，而维持更高去除率所需的化学药剂和能量投入却呈指数级增长。基于此，研究团队提出，未来AOPs不应再以催化动力学为单一追求目标，而应在催化性能、碳排放强度、资源效率、能源自给和物质循环经济之间寻求系统性的平衡优化。

针对这一行业痛点，文章围绕最小化化学品消耗、优化能量输入、固体废物高值化三大可持续核心支柱，构建了从原子级催化剂设计、系统级水力旋流过程强化，再到人工智能驱动精准控药与能耗优化的多尺度工程路线图，将分散的材料创新、反应器设计、数字化技术串联为目标一致的有机整体。文章首次打破传统“唯去除效率论”的评价体系，提出将全生命周期评价、技术经济分析、生态毒理安全、长期运行稳定性等指标纳入技术考核标准，从根源上扭转行业发展导向，推动水处理从传统的“资源消耗型末端治理设施”，向“能源/资源回收与碳管理综合枢纽”转型，为全球水-能源-碳协同治理提供了系统化的方案。

该论文以华东理工大学为唯一通讯单位，化学与分子工程学院博士后范亚飞为第一作者，邢明阳教授和姜越特聘副研究员为共同通讯作者。该研究得到了张金龙教授的悉心指导，并得到了费林加诺贝尔奖科学家联合研究中心、材料生物学与动态化学教育部前沿科学中心、国家自然科学基金创新群体B类、国家自然科学基金杰出青年基金等支持。

原文链接：https://doi.org/10.1038/s44221-026-00714-w

文章来源：华理新闻网https://news.ecust.edu.cn/2026/1008/c8a203791/page.htm