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中國科大環境系在高級氧化催化材料方面取得新進展
近期，中國科學技術大學環境科學與工程系開發了高級氧化水處理新材料，研究成果以“Crystallinity engineering for overcoming the activity-stability tradeoff of spinel oxide in Fenton-like catalysis”為題，發表于Proceedings of National Academy of Sciences of the United States of America（2023, 120 (15): e2220608120）。
如何實現水中難降解有機物的高效、選擇性氧化是水污染控制技術當前面臨的重要挑戰，而催化劑的優化構建是實現技術突破的關鍵。目前人們在催化劑的活性與選擇性提升方面已取得了重要進展并顯著提高了污染物降解效率，但在水處理過程中仍普遍存在氧化中間產物在催化劑表面累積而導致活性下降的問題，成為了限制其實際環境應用的一個關鍵瓶頸。針對這一問題，李文衛團隊與應用化學系洪勛副教授合作，提出了通過對尖晶石氧化物進行部分非晶化處理調控其界面傳質與催化反應過程的新策略，構建了具有高活性的晶相-非晶相界面，通過表面限域自由基反應與直接氧化途徑的協同實現了對污染物的高效富集和氧化降解，展現出可媲美單原子催化劑的超高污染物降解活性與選擇性。在實際廢水處理過程中，其氧化劑利用率與長期運行穩定性也顯著優于其他同類催化劑材料。該研究為突破高級氧化體系中非均相催化劑的活性-穩定性權衡限制提供了有效的調控策略，為進一步推動選擇性氧化水處理技術的實際應用提供了技術支撐。
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金屬氧化物結晶度與非均相類芬頓反應途徑的構效關系
該研究工作得到了國家自然科學基金、科技部重點研發計劃等項目的支持，同時感謝上海同步輻射光源和中科大超算中心支持。
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