環(huán)境與氣候?qū)W院朱明山教授團隊在Angewandte發(fā)表研究成果：超低劑量H?O?投加實現(xiàn)污染物長效降解
近日，環(huán)境與氣候?qū)W院朱明山教授團隊在國際權(quán)威期刊Angewandte Chemie International Edition發(fā)表了題為“Ultralow H2O2-Triggered Electron Transfer over Single-Atom Iron Catalysts for Long-Term Recyclable Fenton-Like Reactions”的研究成果（Angew. Chem. Int. Ed. 2025, doi.org/10.1002/anie.202523077），研究針對高級氧化工藝中氧化劑利用效率低下的瓶頸，提出了創(chuàng)新解決方案，為實現(xiàn)高效經(jīng)濟的水污染控制提供了重要技術(shù)支撐。
該研究設(shè)計了一種具有Fe─O─C構(gòu)型的單原子鐵/氧化石墨烯（Fe1-GO）催化劑，在可見光照射下，僅需投加微量過氧化氫（H2O2），即可實現(xiàn)污染物的高效降解和H2O2的原位再生。與傳統(tǒng)芬頓及類芬頓工藝需持續(xù)投加高劑量H2O2不同，本研究提出的系統(tǒng)在僅使用2?mM H2O2，連續(xù)四個循環(huán)中對卡馬西平（CBZ）的去除率均保持在95%以上，H2O2利用效率接近100%。實驗結(jié)合DFT計算結(jié)果表明，H2O2在Fe1-GO表面觸發(fā)Fe(IV)=O活性物種形成，促進污染物電子向活性中心轉(zhuǎn)移，反應(yīng)過程可同時實現(xiàn)H2O2的原位再生與自補充。
此外，課題組在Angewandte上系統(tǒng)綜述了高級氧化過程中的過氧化物活化調(diào)控機制，探討了通過晶場調(diào)控、配體工程與價態(tài)設(shè)計等手段調(diào)控活化材料自旋態(tài)策略，實現(xiàn)過氧化物高效活化（Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202500791）。
以上研究工作得到了環(huán)境與氣候?qū)W院廣東省環(huán)境污染與健康重點實驗室和廣東省水處理工藝與材料工程技術(shù)研究中心的支持，以及國家自然科學(xué)基金優(yōu)秀青年科學(xué)基金的資助。
相關(guān)論文鏈接：https://doi.org/10.1002/anie.202523077
https://doi.org/10.1002/anie.202500791
責編：蘇倩怡