铁单原子催化剂

电场动态调控

通过阴极电场原位调控过一硫酸盐活化路径，突破普适性与鲁棒性的权衡

Qing, Nie · Dongqi, Zhao · Yan, Jia · 滕玮 · 范建伟 · 张伟贤

Chemical Engineering Journal 2026

具体参数

磺胺甲恶唑降解速率常数

{'zh': '0.024', 'en': '0.024'} min⁻¹

磺胺甲恶唑降解速率提升倍数

{'zh': '4.8', 'en': '4.8'} ×

苯甲酸去除率

{'zh': '43', 'en': '43'} %

最佳电流密度

{'zh': '2.4', 'en': '2.4'} mA cm⁻²

技术优势

动力学大幅提升

阴极电场促使磺胺甲恶唑降解速率提高4.8倍，表明反应动力学显著加快。

普适性提升

原本难以反应的缺电子污染物苯甲酸在30 min内去除率达到43%，表明催化剂对不同类型的污染物都有效果。

鲁棒性保持

在提高污染物去除效果的同时，体系仍保持较强的抗基质干扰能力，适合复杂水体处理。

无需更换催化剂

通过施加阴极电场即可实现对PMS活化的原位调控，无需重新设计催化剂结构。

应用场景

• 高级氧化过程：用电场动态调控ROS组成，突破普适性与鲁棒性的权衡。
• 类芬顿催化：以阴极电场调控活化路径，实现快速广谱污染物降解。
• 电化学水处理：在现有电化学体系中直接施加电场，无需更换催化剂。
• 单原子催化：电场调控制Fe单原子活性位点的自旋极化，增强PMS吸附。