镓(Ga)、锗(Ge)、硒(Se)、铟(In)、碲(Te)等稀散金属是当代高科技新材料的重要组成部分，具有重要的应用价值。Te在地壳中的丰度仅为1~5 μg/kg，工业中使用的Te主要从电解铜的阳极泥或炼锌的烟尘中回收而得。Te在物理、化学、材料、生物医学、电子等领域有着广泛的应用。与此同时，Te污染也成为一个新兴的环境问题。在水体中，Te主要以高毒性的亚碲酸盐(TeIV)形式存在。生物还原是目前资源化回收水中亚碲酸盐的主要方法，但存在转化速率慢、可调控性差、所得碲单质(Te0)纯度低等难题。
针对这一问题，张淑娟教授课题组探讨了以小分子双酮或羧酸光化学还原TeIV为Te0的可行性。相较于丙酮酸和草酸，丁二酮（BD，常用作食物香精）在无氧条件光还原TeIV的效率最高。通过对BD转化TeIV的活性物种和反应路径进行分析，发现无氧条件下BD光裂解产生的碳中心自由基起主要作用，将TeIV快速还原为Te0；而在有溶解氧的水中，碳中心自由基迅速转化为过氧自由基，过氧自由基将TeIV氧化为毒性较低的TeVI。结合密度泛函理论计算，发现TeIV受光激发后产生了活性更强的三重态物种，这是TeIV发生快速氧化还原转化的前提。与经典的UV/亚硫酸盐还原体系相比，UV/BD法转化TeIV具有速率快、能耗低、环境友好等特点。
这一研究为削减亚碲酸盐的环境危害乃至资源化回收提供了新的思路，也为更好地理解Se、Te等稀散金属在水环境中的迁移转化提供了有价值的参考。这一研究成果“UV-Induced Redox Conversion of Tellurite by Biacetyl”于2021年12月10日在线发表于环境领域著名期刊Environmental Science & Technology (https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.1c05318)。博士研究生郑宏岑为论文的第一作者，张淑娟教授为通讯作者。