高碘酸盐在杀菌和降解领域的应用潜力

含能杀菌剂

近年来，病原体引起的流行病频发，对含能杀菌剂提出了迫切需求。它们可通过爆炸性反应快速地大面积抛洒以单质碘为主的高效广谱杀菌物质，但其高碘含量与高爆性能难以同时兼得。在此，中山大学的Xiao-Ming Chen 等人^[1]报道了一类新型含能杀菌剂——多碘分子钙钛矿: (H2dabco)M(IO4)3 (dabco= 1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷, M = Na+/K+/Rb+/NH4+分别对应DAI-1/2/3/4)和(H2dabco)Na(H4IO6)3 (DAI-X1)。

这些化合物具有立方钙钛矿结构, 不仅具有高碘含量(49–54 wt %)，而且具有较高的爆速(6.331–6.558 km s−1)和爆压(30.69–30.88 GPa)。特别地，DAI-4具有高达54.0 wt%的碘含量，以及6.558 km s−1的爆速。 激光扫描共聚焦显微镜观察和标准微量肉汤稀释法实验表明，DAI-4的爆炸产物对细菌(大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌)具有广谱杀菌性。这类基于高碘酸根的分子钙钛矿具有易于放大合成、低成本、高爆轰性能和高碘含量的优点，是极具潜力的新型含能杀菌剂。

污泥厌氧消化

基于高碘酸盐（PI）的高级氧化法近年来在水体净化领域备受关注，但其在污泥厌氧消化中的潜力尚未被发掘，Yiwen Liu 等人^[2]的研究首次证明了PI预处理能够显著改善剩余污泥（WAS）厌氧消化甲烷产量，并解析了其潜在的机制。文章亮点如下：

1. 此研究首次提出了基于高碘酸盐预处理强化剩余污泥厌氧消化产甲烷的技术；

2. 剩余污泥可以充当天然的高碘酸盐激活剂，原位产生碘酰自由基（·IO3）、羟基自由基（·OH）、超氧自由基（·O2-）及单线态氧（1O2）等活性物种；

3. 高碘酸盐预处理提高了污泥水解速率和生化产甲烷潜势；

4. 高碘酸盐预处理促进了污泥中难降解物质的降解；

5. 高碘酸盐预处理优化了厌氧消化功能微生物菌群和代谢途径。

参考文献

[1] Yu, ZH., Liu, DX., Ling, YY. et al. Periodate-based molecular perovskites as promising energetic biocidal agents. Sci. China Mater. 66, 1641–1648 (2023). doi:10.1007/s40843-022-2257-6

[2] Enhanced anaerobic digestion of waste activated sludge with periodate-based pretreatment. doi:10.1016/j.ese.2022.100208