文献速递|合肥工业大学JHM:锚定单原子Fe-N4位点的尺寸匹配分层多孔碳材料用于PMS活化:关键活性物种和催化机理

本研究由合肥工业大学崔康平教授团队进行，旨在开发一种高效的单原子铁催化剂（Fe-SAC-BC），用于废水处理中的高级氧化过程（AOP）。研究利用废弃生物质作为碳载体，通过KOH蚀刻和温度控制，成功制备了具有高负载Fe-N4位点的催化剂。该催化剂在活化过硫酸盐（PMS）去除土霉素（OTC）方面表现出优异的催化性能和稳定性。通过DFT计算和分子动力学模拟，研究揭示了Fe(III)-N4为最可能的活性位点，Fe(IV)-OH为主要活性物种。此外，研究还通过淬灭和探针实验验证了非自由基降解过程的关键活性物种。这项研究不仅为单原子催化剂的设计提供了新策略，也为AOP非自由基途径的机理探索提供了新的认识。