文献速递|河北农业大学ACB:精细调节Co3N纳米酶的D带中心，以实现对新兴有机污染物的高效氧化降解

该研究通过氨辅助煅烧钴基普鲁士蓝类似物，成功合成了具有过氧化物酶样活性的Co₃N纳米酶，用于高效降解新兴有机污染物。背景方面，传统高级氧化工艺受限于高能垒自由基途径和“氧壁”效应，难以实现高选择性氧化。研究目的是通过调控钴的d带中心位置，促进非自由基途径中Co(IV)=O活性物种的生成。结论表明，氮的强电负性使Co₃N的d带中心发生红移，增强了PMS吸附和O-O键断裂，推动反应从高能垒自由基途径转向低能垒Co(IV)=O途径。该体系在低催化剂用量（2 mg L⁻¹ Co₃N和150 mg L⁻¹ PMS）下，15分钟内即可完全降解吡虫啉（10 mg L⁻¹），归一化速率常数达243.3 min⁻¹ M⁻¹，远优于已报道催化剂。Co₃N表现出优异的循环稳定性（12次循环后降解效率保持95%以上）和广谱降解能力，活化能仅为57.5 kJ/mol。密度泛函理论计算证实，氮掺杂优化了钴3d与氧2p轨道的耦合，克服了“氧壁”限制，为设计高效芬顿类催化剂提供了理论基础。