文献速递|河海大学ACB:双层配位P@CoN2O2单原子催化剂上过乙酸的高效活化：揭示远端第二配位层的关键作用

本研究针对单原子催化剂在过乙酸(PAA)活化中选择性生成单线态氧(1O2)的挑战，开发了一种基于g-C3N4的双壳层配位钴单原子催化剂(P@CoN2O2)。通过植酸辅助的O/P共掺入，在第一壳层引入氧，第二壳层引入磷，构建了不对称且电子可调的钴微环境。研究目的旨在揭示远端第二配位壳层对催化活性和选择性的关键作用。实验结果表明，P@CoN2O2/PAA体系能在3分钟内实现99%的磺胺甲噁唑(SMX)降解，速率常数比原始g-C3N4高69.33倍。机理研究发现，PAA活化通过RO·/·O2-反应序列进行，主要生成1O2而非自由基。DFT计算证实，远端P掺杂使Co的d带中心上移0.1 eV，增强了PAA吸附和O-O键断裂。固定床连续流实验中，水凝胶固定化催化剂在30小时内保持约80%去除率，钴浸出量仅0.08 mg L−1。该研究确立了双壳配位范式，为高效稳定去除水体新兴污染物提供了实用设计原则。