为解决养殖业污水处理存在的污染物矿化能力弱、致病菌及致病基因无法彻底根除、高效无害化处理成本高等问题，发展光催化治理技术将污染物及致病菌从废水中进行快速分离，实现养殖废水的无害化处理，有利于促进环境净化、功能材料设计与畜牧养殖领域的渗透、交叉和融合，推动环境科学、材料化学与农学的协同发展。
合理设计方案并充分利用太阳能有利于最大限度地发挥光催化材料在环境净化和绿色养殖应用中的潜力。学院动物种质创制与智能畜牧团队苗宏博士与清华大学朱永法教授合作通过微波法制备具有二维结构的酞菁铁有机聚合物(Ex-PcOP-Fe)纳米片（图1），进一步研究发现，Ex-PcOP-Fe中的Fe作为催化活性中心及电子捕获中心，可以提供强大的内置电场，促进了光生载流子的快速分离和迁移（图2）。
图1. 有机光催化剂（Ex-PcOP-Fe）的快速高效制备示意图
图2. 光催化剂高效无害化降解有机污染物及杀灭病原菌机理
Ex-PcOP-Fe优异的光催化活性可以实现污染物的深度降解和致病菌的高效杀灭。研究发现0.2g/L的催化剂对于10mg/L的苯酚废水的降解速率可达到0.856（图3a）。该光催化剂技术对于其他的有机污染物（双酚A和2,4-二氯酚）同样表现出较好的降解活性（图3b）。除了降解有机污染物，该催化剂同样可以用于养殖污水中致病微生物的杀灭，0.2g/L的催化剂，在4小时内对浓度为109cfu/mL的细菌的灭活效率达99.99%（图3c-e）。
图3. 光催化剂用于高效无害化降解有机污染物及杀灭病原菌
本工作将有助于实现光催化氧化技术向无害化净化养殖污水应用领域的成果转化，有望开发新型的高效氧化技术，为养殖场节约环境治理成本，为养殖场绿色生产技术的集成提供基础。该成果以“Supramolecular iron phthalocyanine organic polymer with robust built-in electric field and shorter migration distance for photocatalytic pollutant degradation and antibacterial”为题，发表于分离领域重要学术期刊Separation and Purification Technology期刊上，西南大学为第一通讯单位，苗宏博士和清华大学朱永法教授为论文共同通讯作者。
论文得到了国家自然科学基金（21673126, 21437003, 21761142017, 21621003），中央高校基本科研业务费人才引进项目（SWU020012），重庆市教育委员会科技项目（KJQN202100208），草食动物科学重庆市重点实验室的支持。论文信息：Supramolecular iron phthalocyanine organic polymer with robust built-in electric field and shorter migration distance for photocatalytic pollutant degradation and antibacterial。https://doi.org/10.1016/j.seppur.2022.122026