唯一通讯！中山大学「国家级青年人才」严凯Nature子刊丨Fe-Cu双原子催化高效净水！

该研究针对传统均相Fe(II)体系稳定性差、非均相催化剂Fe(II)/Fe(III)循环慢，限制高价铁氧物种Fe(IV)=O高效生成的问题，设计了一种P桥联Fe-Cu双原子催化剂FeCu-NP-C。研究目的为通过构建N₃Fe-P₁-CuN₃配位结构，利用P原子介导的d-p-d梯度轨道耦合，建立从Cu位点到Fe位点的定向电子转移通道，以促进Fe(IV)=O的选择性生成。结论表明，FeCu-NP-C/PMS体系可高效活化过一硫酸盐，选择性生成稳态浓度达5.80 × 10⁻⁵ mM的Fe(IV)=O，是Fe-NP-C体系的100倍；该体系能在10分钟内完全降解环丙沙星，30分钟内完全灭活高浓度大肠杆菌，且具有良好的稳定性和抗干扰能力。构建的FeCu-NP-C膜反应器在100小时内可处理每克催化剂500升废水，运行成本约0.16美元/吨。该工作为通过桥介导轨道耦合设计高效水净化催化剂提供了新策略。