展思辉Angew.：高出18倍！利用氮空位调节Fe单原子位点局部电子密度实现高效光-Fenton过程

2023年10月12日下午7:34 • 头条, 百家, 顶刊 • 阅读 11

在Fenton-like过程中，多相光催化H₂O₂活化的活性与反应中心原子的局部电子密度密切相关。然而，由随机电荷转移引起的电子-空穴对的复合极大地限制了定向电子向活性中心的传递。

近日，南开大学展思辉教授（通讯作者）等人报道了一种缺陷工程铁（Fe）单原子光催化剂（Fe₁-N_v/CN）。

作者将单个Fe原子分散在具有丰富氮空位的氮化碳（CN）上，制备了Fe₁-N_v/CN催化剂，并将其用于在可见光照射下激活H₂O₂。

基于密度泛函理论（DFT）计算和瞬态吸收光谱结果，工程化的氮空位作为电子陷阱位点，可以定向驱动电子集中在Fe原子上。

研究发现，在Fe位点形成高度集中的电子密度，显着提高了H₂O₂的转化效率。因此，优化后的Fe单原子催化剂表现出更高的环丙沙星降解活性，是原始CN的18倍。

该工作有助于进一步开发基于活性中心局部电子密度调节的H₂O₂高效活化催化剂。

Regulating local electron density of iron single site by nitrogen vacancy for efficient photo-Fenton process. Angew. Chem. Int. Ed., 2021, DOI: 10.1002/anie.202108937.

https://doi.org/10.1002/anie.202108937.

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