硫梯度Co单原子催化剂

高效PMS活化降解

通过硫梯度掺杂调控钴单原子的自旋态与d-p轨道杂化，在保持优异降解性能的同时实现非自由基电子转移路径为主导的催化机制。

Zhang, Pengyu · Huang, Hao · Li, Yulian · Wu, Zijian · 杨丹丹 · Li, Yahui · Jiandong, Lu · He, Junyong · Hong, Peidong · Xie, Chao · 孔令涛

Water Research 2025

技术优势

性能可以预测

通过硫梯度掺杂，活性呈现火山型趋势，Co-S1N3构型达到最优，为高效催化剂设计提供清晰指引。

反应路径可控

Co-S1N3/PMS体系中非自由基电子转移路径占主导，有利于选择性降解污染物并减少副反应。

机理框架通用

建立了自旋态与d-p轨道杂化的协同调控框架，可推广到其他单原子催化剂的设计。

应用场景

• 单原子催化水处理：利用单原子催化剂高效活化PMS降解水中磺胺类抗生素，且无需复杂预处理。
• 过硫酸盐高级氧化：通过非自由基电子转移路径活化PMS，实现对目标污染物的选择性氧化。
• 环境催化材料：采用地球丰产元素Co，通过配位结构调控获得高催化活性和稳定性。