耶鲁大学Jaehong Kim教授团队: 单原子催化剂在过硫酸盐活化中的应用展望

英文原题：Outlook on Single Atom Catalysts for Persulfate-Based Advanced Oxidation

通讯作者：Jaehong Kim，耶鲁大学

作者：Xuanhao Wu, Jaehong Kim

近日，美国耶鲁大学Jaehong Kim教授团队在ACS EST Engineering上综述了单原子催化剂在活化过硫酸盐高级氧化领域的应用和前景，系统地阐述了单原子材料活化过硫酸盐的机制，同时与传统纳米颗粒、离子催化剂进行了比对，对未来设计更高效的过硫酸盐高级氧化催化剂提出了见解。

单原子催化剂 (SAC) 在能源、化工、环境催化中展现了很好的应用前景。在过去的几年中，由于与溶解态离子和纳米颗粒催化剂相比，SAC 具有优越的过硫酸盐活化与污染物降解性能，因此越来越多地被应用于基于过硫酸盐的高级氧化工艺 (AOP)。然而，SACs 激活过硫酸盐的机制仍然存在不确定性，这涉及硫酸根和羟基自由基、单线态氧、高价金属物质和/或介导的电子转移的复杂相互作用。关于过硫酸根离子如何在单原子位点上分子排列、过硫酸根离子如何转化为活性物质以及哪些设计参数可以提高过硫酸根活化和污染物降解效率等问题也仍然存在。在这篇批判性评论中，我们回顾了过去用于基于过硫酸盐的 AOP 的 SAC 材料，并讨论了它们与离子和纳米颗粒相比的功能有何不同。我们进一步讨论了当前的局限性、机会和未来的研究需求：(i) 填补过硫酸盐-SAC 相互作用机制的知识空白；(ii) 通过理论模拟和原位表征技术加强基础研究；(iii) 改进为环境应用量身定制的材料设计；(iv) 主动考虑与工程实践和复杂水质相关的挑战。

转自：“ACS美国化学会”微信公众号

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