浙江大学环境纳米技术团队Nature Water：单原子催化剂的普适性规模化生产策略

背景：抗生素污染是严峻的环境问题，传统水处理工艺对抗生素去除效果不佳，依赖非自由基路径的高级氧化技术及单原子催化剂（SACs）虽具潜力，但其规模化生产存在金属团聚、利用率低等“放大效应”瓶颈，制约了实际应用。研究目的：本研究旨在开发一种可扩展且经济高效的普适性策略，实现千克级高金属负载量单/双原子催化剂的规模化生产，并验证其在水处理中的高效性与稳定性。结论：研究团队提出“级联固定”策略，通过多重递进式固定机制成功制备出千克级、金属负载量高达14 wt%且原子级分散的多种SACs，铁源利用率近100%。该催化剂在类芬顿反应中能以近乎100%的选择性生成单线态氧，高效降解抗生素。原位表征揭示了铁原子在合成与反应过程中的可逆结构演化机制，连续流反应器验证了其在真实废水处理中的长效稳定性与低金属浸出率。技术经济分析显示该工艺成本低廉，为SACs从实验室走向工业化应用提供了可复制的技术范式。