為了過一硫酸鹽（peroxymonosulfate）實(shí)現(xiàn)高選擇性生成單線態(tài)氧，在過一硫酸鹽的結(jié)構(gòu)變化過程中，適應(yīng)性的調(diào)節(jié)原子自旋態(tài)非常重要。亞納米限域能夠有效的調(diào)控自旋態(tài)，但是開發(fā)適應(yīng)性的亞納米限域體系仍然具有非常大的挑戰(zhàn)。
有鑒于此，吉林大學(xué)董雙石教授等報(bào)道將CoMn雙重單原子修飾在柔性2D氮化碳插層內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了亞納米限域條件下，催化位點(diǎn)能夠適應(yīng)性的調(diào)節(jié)自旋態(tài)，通過改變?cè)优湮辉鰪?qiáng)催化活性。
本文要點(diǎn)：
（1）
原位光譜表征和DFT理論計(jì)算結(jié)果表明中度自旋Co原子Co-N4吸附過一硫酸鹽之后，吸收電子，并且切斷過一硫酸鹽分子的O-H化學(xué)鍵，促進(jìn)生成*SO5。隨后生成的*SO5增加夾層的距離，隨后切斷Co-N化學(xué)鍵和Mn-N化學(xué)鍵，導(dǎo)致自旋態(tài)從中度變成高自旋狀態(tài)。Co-N2和Mn-N2的高自旋Co和Mn導(dǎo)致*SO5脫附*O2，重新形成初始的中度自旋。這種適應(yīng)性自旋態(tài)變化導(dǎo)致單線態(tài)氧的生成提高38.6倍。
（2）
這項(xiàng)研究提出的亞納米限域雙原子策略能夠應(yīng)用于一系列雙原子催化劑，為開發(fā)單線態(tài)氧介導(dǎo)選擇性處理廢水的技術(shù)提供幫助。
參考文獻(xiàn)
Jingjing Jiang, Shengda Liu, Bowen Zhao, Tongze Sun, Yanan Zhang, Ruixin Wang, Mingxin Huo, Dandan Zhou, Chen Zhou, Shuangshi Dong, Angstrom Confinement-Triggered Adaptive Spin State Transition of CoMn Dual Single Atoms for Efficient Singlet Oxygen Generation, Adv. Mater. 2025
DOI: 10.1002/adma.202417834
https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202417834
