污染控制与资源循环团队许醒教授课题组在高级氧化技术开发及其环境修复领域取得新进展

近日，山东大学环境科学与工程学院污染控制与资源循环团队许醒教授课题组在高级氧化技术开发及其环境修复领域取得新进展。研究成果以“Synergistic Dual-Single-Atom Catalysis Driving Auto-Catalytic Process toward Oxidant-Free Fenton-like Chemistry for Water Purification”为题发表于国际权威期刊Angewandte Chemie International Edition(2025, e23480)。许醒为该论文通讯作者，环境学院2025届硕士郭继睿为第一作者，山东大学为第一完成单位和独立通讯单位。

推动无氧化剂（oxidant-free）催化技术向绿色、高效的类芬顿化学水净化方向发展，已成为当前备受关注的研究前沿。然而，当前从原子尺度催化机制的角度出发，对无氧化剂催化体系的性能提升路径与反应机理的深入解析仍显不足。本研究构建了铁钴（Fe-Co）双原子催化体系，系统探究了其在无氧化剂条件下通过自催化途径实现污染物降解的性能与作用机制。结果表明，在该自催化体系中，水体中的溶解氧（DO）并非主要的电子受体。相反，污染物优先吸附于单原子催化剂的缺电子活性位点，并通过碳载体网络将电子转移至富电子的双金属Fe-Co位点。密度泛函理论（DFT）计算进一步证实，Fe的引入不仅提供了额外的活性中心，还有效调控了Co中心的电子结构，增强其接受电子的能力，从而显著促进了电子传递过程。这种Fe与Co之间的协同催化效应，显著提升了无氧化剂体系中污染物的降解效率。此外，生命周期评估（LCA）结果显示，该体系在环境可持续性方面优于传统依赖外源氧化剂的芬顿系统。本研究为理解无氧化剂类芬顿反应的微观机制提供了新视角，同时推动了低能耗、低化学品消耗的先进水处理技术的发展。该研究工作深化了对绿色高效无氧化剂类芬顿化学水净化核心技术机制的认识。

本研究得到了国家自然科学基金、山东省自然科学优秀青年基金等项目的支持。

原文链接：https://doi.org/10.1002/anie.202523480

【文字：郭继睿 图片：郭继睿 编辑：李文喆 责编：高悦 审核：刘春光 高正】