氮掺杂石墨碳封装钴纳米颗粒轴向增强单原子催化剂活化过一硫酸盐的非自由基路径机制研究

本研究发现氮掺杂石墨碳封装的Co NPs能通过轴向增强效应显著提升表面Co单原子(SA)活化过一硫酸盐(PMS)的性能。创新性构建的CoNPs-SAs@N-C复合催化剂使降解效率提升4.8倍，DFT计算揭示NPs通过加速界面电子转移、改变SA配位环境，促进1O2生成。该研究为多金属位点协同催化提供了新见解，在医疗废水深度净化中具有应用潜力。

　　

亮点

• 揭示封装Co NPs对表面Co单原子活化PMS的轴向增强机制

• Co_NPs-SAs@N-C催化剂降解效率较单原子体系提升4.8倍

• DFT证实NPs加速电子转移并调控SA电子结构促进¹O₂生成

结论

本研究首次阐明封装纳米颗粒(NPs)对表面单原子(SA)活化过一硫酸盐(PMS)的轴向增强作用。通过精妙设计的Co_NPs-SAs@N-C催化剂，我们发现内部的Co NPs就像"电子加速器"，能将界面电子转移速率提升至单原子体系的4.8倍。更有趣的是，这些被碳层包裹的NPs会像"隐形调谐师"般，远程改变表面Co单原子的配位环境和电子结构，促使PMS更高效地转化为¹O₂这种"温和杀手"。这种纳米-单原子复合催化系统在真实废水处理中展现出惊人的稳定性，为开发新一代水净化技术打开了新思路。