ACS ES&T Engineering | Fe单原子协同活化C–F键：让CF₄低温分解更进一步

全氟化碳（PFCs）中的四氟化碳（CF4）因C–F键极强、化学性质稳定，是大气中难以治理的污染物之一，大气寿命超过50,000年。传统Al2O3催化剂在CF4催化水解中虽有一定活性，但因活性位点（AlIII）密度低、表面羟基反应性弱，往往需要较高温度。南华大学刘俊教授和中南大学刘敏教授团队提出利用Fe单原子修饰Al2O3的策略，通过构建Fe–O–Al界面位点，同步提升了AlIII位点密度（从2.1%提升至9.9%）和表面羟基的Brønsted酸性，强化了“吸附—断键”协同过程。原位红外和CF4-TPD等表征证实，AlIII主要负责增强CF4吸附，而Fe–OH则促进C–F键断裂。性能测试显示，优化后的Fe1/Al2O3在580 °C下即可实现CF4完全分解，表观活化能从86.5 kJ mol⁻¹降至64.3 kJ mol⁻¹，且稳定运行超过200小时。该工作为低温CF4分解提供了高效、稳定的催化剂设计策略，并对其他高稳定含氟污染物的催化转化具有借鉴意义。