單原子催化劑 (SAC) 因其在可持續類芬頓催化中的性能而受到越來越多的認可。然而,在基于過氧單硫酸鹽 (PMS) 的系統中,SAC 面臨著活性和穩定性之間的權衡。
在此,中科大Han-Qing Yu,重慶大學Fei Chen設計了一種納米島封裝的單鈷原子 (CoSA/Zn.O-ZnO) 催化劑,通過“島海”協同效應增強 PMS 活化對污染物降解的活性和穩定性。
文章要點
1)在這種配置中,小的載體基 ZnO 納米粒子(“島”)用于限制和穩定 Co 單原子。膨脹的 ZnO 基質(“海”)在反應系統內維持中性微環境。CoSA/Zn.O-ZnO/PMS 系統在專門生成硫酸根自由基 (SO4?-) 方面表現出顯著的選擇性,從而可以在較短的時間內完全去除各種難處理污染物。
2)該系統具有活性位點浸出率低、催化性能強和低毒凈化的特點,在多個處理周期和復雜的水基質中被證明非常高效。該設計有效地打破了通常與 SAC 相關的活性-穩定性權衡問題。
參考文獻
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