含有芳香类化合物的有机废水具有毒性大、成分复杂、可生化性差等特点，是环境重点污染源之一，处理难度较大。以自由基机制为基础的光化学高级氧化技术（UV-AOPs）在实际废水的处理中普遍存在光能利用率低、底物选择性差等问题。相比较而言，UV/AA法抗干扰能力强，在实际废水中对染料仍有较好的脱色效率，有与生化法进行耦合的可能性，符合高级氧化技术发展的趋势。然而，目前关于UV/AA法降解有机物中的结构-活性关系及分子机制尚不清楚。
针对上述问题，本文以UV/H2O2为对比，系统研究了UV/AA在三个pH (4.0、6.0、9.0)条件下对65种芳香族化合物(染料和染料前体)的光解动力学。基于对伪一级降解速率常数(k1)的统计分析，从底物结构、光子吸收、pH影响等不同方面阐明了UV/AA和UV/H2O2的底物选择性特点和规律：1）通过对k1值与AA吸收光子数的相关性分析以及pH影响实验证实了含质子的烯醇式AA是主要的光活化剂；2）通过热力学参数计算以及溶解氧影响实验阐明了激发态AA与染料之间的直接电子转移机制；3）UV/AA法受内滤光效应的影响小，对大分子染料比UV/H2O2法更加高效；4）UV/AA法降解染料过程中存在明显的取代基效应：共轭体系中含羟基(-OH)的染料比含硝基(-NO2)或磺酸基(ortho-SO3–)的染料光降解速率更高。该研究结果为芳香类污染物光降解方法的选择提供了重要参考。
这一科研成果（Key structural features that determine the selectivity of UV/acetylacetone for the degradation of aromatic pollutants when compared to UV/H2O2）于2021年3月15日在线发表于Water Research（https://doi.org/10.1016/j.watres.2021.117046）。论文第一作者为张国洋助理研究员，通讯作者为张淑娟教授。论文关键词为：Dyes, Photodegradation, Acetylacetone, Structure-activity relationship.