重庆大学段丕俊/许小伟‌/陈飞&四川大学何传书Nature子刊 | 双位点单原子催化剂定向吸附-氧化调控增强类光芬顿反应！

本文针对过硫酸盐活化多相类芬顿体系在有机废水处理中因污染物吸附与氧化剂活化在同一活性位点竞争而受限的关键瓶颈，开发了一种分流型双位点单原子催化剂（FeNv）。该催化剂通过在石墨相氮化碳骨架中精确构建相邻的铁单原子位点和氮空位（Nv）位点，实现了功能的空间分离与协同：Nv位点选择性吸附富集污染物，而Fe位点高效活化过一硫酸盐（PMS）。这种设计显著提升了电子迁移和光生载流子分离效率，在可见光照射下同时产生自由基和非自由基活性物种，从而大幅增强了污染物降解动力学和催化剂稳定性。机理研究结合实验与理论模拟证实了该协同机制。此外，通过生命周期评估（LCA）、单位电能消耗（EE/O）分析和机器学习优化，验证了该体系的经济可行性、低碳潜力与实际应用前景。本研究为设计高效、可持续的废水修复单原子催化剂提供了“吸附-氧化定向调控”的新范式。