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單原子催化劑是選擇性調節活性物種的有力工具，為綠色和可持續的芬頓催化提供了巨大的希望。然而，目前的SACs由于其載體的特異性而面臨限制，其僅允許在某些氧化劑系統內進行選擇性調節。這一限制使得跨不同體系的有針對性的設計具有挑戰性。

近日，重慶大學Fei Chen設計了一個SAC，稱為CoSAs-ZnO，具有表面羥基化和孤立的不對稱Co-O-Zn構型。

文章要點

1）這種SAC可以分別在過氧單硫酸鹽(PMS)和過氧乙酸(PAA)系統中實現近100%的硫酸根(SO4)和單線態氧(¹O₂)選擇性生成。此外，PMS激活的系統可以有效地處理缺電子占主導地位的難降解苯甲酸廢水，在多次連續中試實驗中實現了100.0%的去除率。PAA活化的體系促進苯甲醇快速轉化為苯甲醛，選擇性高達89.0%。

2）詳細的DFT計算表明，ZnO表面的羥基在調節氧化劑的吸附構型中起著關鍵作用，因此能夠在每個系統中選擇性地產生特定的活性物種。這項研究為多功能應用的SAC設計提供了見解，并為其在廢水處理和高價值化學轉化中的應用鋪平了道路。

參考文獻

Zhang, ZQ., Duan, PJ., Bai, CW. et al. Surface-hydroxylated single-atom catalyst with an isolated Co-O-Zn configuration achieves high selectivity in regulating active species. Nat Commun 16, 2376 (2025).

DOI：10.1038/s41467-025-57560-9

https://doi.org/10.1038/s41467-025-57560-9