上海交通大學羅金明副教授等報道開發了一種高活性的非金屬碘（I）單原子催化劑，記作I-NC，這種單原子碘催化劑限域在氮摻雜碳載體中。
本文要點：
（1）
這種碘單原子催化劑具有獨特的C-I配位結構，并且優化了碳相鄰氮原子的電子結構。因此，這種結構增強將過一硫酸鹽（PMS）的電子轉移到催化活性位點，尤其是缺電子碳。
通過過一硫酸鹽轉化為過一硫酸鹽自由基（SO5·-）進行脫質子化實現電子轉移。隨后過一硫酸鹽自由基發生歧化反應，生成1O2。
相比于氮摻雜碳（NC），單原子碘-氮摻雜碳（I-NC）催化劑生成過一硫酸鹽自由基（SO5·-）的決速步驟能壘從1.65 eV降至1.45 eV。這種能壘的降低克服了動力學，顯著增強生成1O2反應。
（2）
因此碘單原子-氮摻雜碳（I-NC）催化劑具有顯著改善的催化活性，以及優異的PMS活化能力，顯著加快污染物的降解反應速率，發現反應動力學常數比其他單原子金屬催化劑相比具有更高的動力學常數（kobs?~?0.436?min?1）。
這項研究為合理的設計非金屬SAC單原子催化劑提供幫助，展示了非金屬SAC單原子催化劑在水處理領域的類Fenton反應前景。
參考文獻
Pei, J., Liu, J., Fu, K. et al. Non-metallic iodine single-atom catalysts with optimized electronic structures for efficient Fenton-like reactions. Nat Commun 16, 800 (2025).
DOI: 10.1038/s41467-025-56246-6
