华东交通大学彭小明团队Angew.：一种由内置电场驱动的电子中继器，用于自维持且无需外部能量的芬顿催化

本文报道了华东交通大学彭小明教授团队在Angewandte Chemie International Edition上发表的研究，通过利用双金属尖晶石(AB₂O₄)中A位与B位金属间的本征电位差构建内置电场(BIEF)，驱动“电子中继”在双金属位点间自发循环，实现了无需外部能量输入的自持式类芬顿催化。背景方面，传统异相芬顿催化剂面临活性位点易失活、需外部能量恢复的难题。研究目的是开发一种基于尖晶石结构的本征电子循环机制，以解决上述问题。结论表明，通过BIEF优化CuCo₂O₄中Cu和Co的电子密度分布，显著增强了H₂O₂的吸附和O–O键均裂，使羟基自由基选择性和H₂O₂利用率分别提升至83.39%和约35%，并实现了Cu(II)/Cu(I)↔Co(III)/Co(II)的高效价态循环。该系统在pH 5–9范围内保持高效稳定，对双酚A(BPA)降解速率分别是CuFe₂O₄和CuMn₂O₄的2.45倍和5.69倍，并展现出优异的实际应用潜力和较低环境影响。