近日,学院郑秀文教授团队在国际知名期刊《Applied Catalysis B: Environment and Energy》(中科院生物学1区TOP期刊,五年影响因子20.2)上发表了题为《Precise Construction of Carbon/Nitrogen Dual-Defects Synergizing with Co Single-Atoms for Enhanced Fenton-like Degradation of Emerging Contaminants》的研究成果,聚焦钴单原子活性中心结合碳/氮双缺陷(VC,N)的氮化碳催化剂活化PMS降解对乙酰氨基酚研究,开辟了有机物协同降解新机制。

基于过硫酸盐(PMS)活化的非均相类芬顿体系因其优异的难降解污染物去除效能备受关注。然而,现有催化剂通常依赖单一活性位点过渡金属离子的反复氧化还原循环,这不仅限制了电子传递效率,更在实际应用中面临动力学瓶颈。本研究创新性地提出将钴单原子活性中心与含碳/氮双缺陷(VC,N)的氮化碳相结合,成功构筑Co-VC,N/CN-2催化剂。该催化剂可高效活化过硫酸盐(PMS)实现对乙酰氨基酚(PCM)的降解,并实现近100%的非自由基降解路径。同时,Co-VC,N/CN-2中的VC,N可精准调控钴原子周边电子密度,优化电荷分离迁移过程。基于系列实验与密度泛函理论(DFT)计算,证实钴单原子反应位点与VC,N存在强协同效应,双缺陷的引入可显著提升光催化效率,15次循环后仍保持85%以上的降解率。本研究不仅为制备稳定单原子催化剂提供了可规模化方法,更为电子结构介导的非自由基催化机制研究提供了新见解,对高效水净化系统设计具有重要指导意义。
学校与临沂大学联培22级硕士研究生秦洁雯为第一作者,学院郑秀文教授、北京建筑大学王崇臣教授和临沂大学胡尊富副教授为共同通讯作者。该研究项目得到国家自然科学基金(22371108, 22176012)、山东省泰山学者基金(tsqn202211242)和山东省自然科学基金(ZR2023MB150,ZR2022MA026)等项目的资助,临沂大学、北京建筑大学多位老师也参与了该项工作。
近年来,学院持续强化学科建设工作,紧密围绕国家经济社会发展战略需求,以高质量发展为核心引领,以产出高水平成果为明确目标,着力推动学科专业间的交叉融合。通过系统开展有组织科研,大力建设高能级科技创新平台与团队,广泛鼓励跨校、跨学科、跨专业的协同攻关,持续加强对高水平成果的培育与支持。同时,积极营造浓厚的科研创新氛围,激发师生投身科研、奋发作为的热情,以优质高效的服务支撑更多标志性学术成果的涌现,奋力开创学校事业高质量发展的新征程。
原文链接:https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2026.126432