环境与地理科学学院环境过程与可持续发展团队在Advanced Materials发表最新成果

新闻网讯 近日，我校环境与地理科学学院环境过程与可持续发展团队在基于单原子催化剂的高级氧化水处理领域取得重要研究进展。相关成果以“Halogen-Driven Electronic Modulation of Single-Atom Fe Sites for Universal Non-Radical Catalysis“为题发表在国际顶级期刊Advanced Materials。第一作者为我校2023级硕士研究生吕瑞，李国良教授和赵宗山教授为共同通讯作者，我校为唯一完成与通讯单位。

水体POPs污染日益严重，传统自由基氧化工艺适用性有限。非自由基降解路径优势显著，而精准调控催化剂以实现PMS定向非自由基活化是当前研究关键挑战之一。本研究提出了一种卤素驱动电子调控策略，以编程Fe-N₄单原子催化位点，开启电子转移→单线态氧级联路径，实现了普适性、基质耐受性、非自由基的过一硫酸盐（PMS）活化。这一突破通过熔盐辅助热解策略，将卤素原子锚定在Fe-N₄活性位点附近，形成“极化口袋”，实现了对铁中心电子结构的“软配体电子极化“调控，优化了Fe中心的电子特性。其中，碘被识别为最佳配体，显著增强催化活性，所制备的Fe-NI-C催化剂表现出高速苯酚降解（2分钟内完全去除，效率为N-C的195倍）和显著的总有机碳（TOC）去除率（71.2%），并在宽pH范围（3-11）内保持稳定，适用于包括海水在内的复杂实际样品。这一研究以原子级d带调控为核心，实现了催化科学与环境应用的结合，为环境催化和水污染治理提供了新的方向。