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單原子催化劑 (SAC) 因其在可持續(xù)類芬頓催化中的性能而受到越來(lái)越多的認(rèn)可。然而，在基于過(guò)氧單硫酸鹽 (PMS) 的系統(tǒng)中，SAC 面臨著活性和穩(wěn)定性之間的權(quán)衡。

在此，中科大Han-Qing Yu，重慶大學(xué)Fei Chen設(shè)計(jì)了一種納米島封裝的單鈷原子 (Co_SA/Zn.O-ZnO) 催化劑，通過(guò)“島海”協(xié)同效應(yīng)增強(qiáng) PMS 活化對(duì)污染物降解的活性和穩(wěn)定性。

文章要點(diǎn)

1）在這種配置中，小的載體基 ZnO 納米粒子（“島”）用于限制和穩(wěn)定 Co 單原子。膨脹的 ZnO 基質(zhì)（“海”）在反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)維持中性微環(huán)境。Co_SA/Zn.O-ZnO/PMS 系統(tǒng)在專門生成硫酸根自由基 (SO₄^?-) 方面表現(xiàn)出顯著的選擇性，從而可以在較短的時(shí)間內(nèi)完全去除各種難處理污染物。

2）該系統(tǒng)具有活性位點(diǎn)浸出率低、催化性能強(qiáng)和低毒凈化的特點(diǎn)，在多個(gè)處理周期和復(fù)雜的水基質(zhì)中被證明非常高效。該設(shè)計(jì)有效地打破了通常與 SAC 相關(guān)的活性-穩(wěn)定性權(quán)衡問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)

Zhang, ZQ., Duan, PJ., Zheng, JX. et al. Nano-island-encapsulated cobalt single-atom catalysts for breaking activity-stability trade-off in Fenton-like reactions. Nat Commun 16, 115 (2025).

DOI：10.1038/s41467-024-55622-y

https://doi.org/10.1038/s41467-024-55622-y