阿德莱德大学王少彬/段晓光Nature Water｜高金属负载单原子催化剂实验室规模量产

转 自：环境工程与科学

1月22日，阿德莱德大学王少彬教授和段晓光副教授（共同通讯）在Nature Water发表了题为 “Multidimensional engineering of single-atom cobalt catalysts for ultrafast Fenton-like reactions” 的研究论文，提出了一种 以盐为模板的新策略实现了具有精确多维配位和高金属负载的单原子催化剂的批量生产，有望 彻底改变用于水处理的 高级氧化技术 。

由单原子催化剂（SAC）驱动的高级氧化工艺（AOP）有望实现高效水净化，但面临着催化剂产量低、活性有限以及单原子催化剂成本高等挑战。 本研究提出了一种实验室规模大规模生产具有多维配位工程的Co-SAC的简便策略，其中原子分散的 Co-N ₄ 位点由轴向 Cl 和第二壳 S（Co ₁ CNCl/S）自发调制。这种构型下移了活性 Co 位点的 d 带中心，增强了电荷转移能力，并显著加强了与过氧化单硫酸盐的 Co-O 键，形成了具有温和氧化电位的表面亲电中间体。因此，Co ₁ CNCl/S 通过非自由基电子转移途径引导过一硫酸盐活化，在 5 分钟内实现选择性苯酚降解，翻转频率为 1.82 min ^-1 ，优于最先进的催化剂。在连续流中，Co ₁ CNCl/S 填料柱可实现有效的有机废水处理， 每吨成本仅为 0.22 美元 。这项工作展示了一种可扩展的方法，可用于开发具有成本效益的 SAC，用于环境修复。 从而有望彻底改变用于水处理的 AOP 技术。

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