我院刘艳彪教授课题组在ACS Nano上发表研究成果

发布时间：2023-06-29

近日，我院刘艳彪教授课题组在流体电催化领域取得新进展，相关成果以“A General Strategy to Synthesize Fluidic Single Atom Electrodes for Selective Reactive Oxygen Species Production”为题发表在《ACS Nano》（美国化学会纳米）期刊上。

目前报道的氧还原电催化剂大多需要贵金属催化剂，具有能耗高、效率低和选择性差等弊端。选择性吸附回收水中高毒性重金属离子并原位制备成单原子电催化剂可实现污染物去除和资源化利用的双赢。

基于此，刘艳彪教授团队提出了一种N配位重金属单原子基流体电极的通用制备策略。在电催化体系中，N配位有效调控了CrN₄/MXene电极表面Cr–O₂^•–中间体的解吸过程，从而促进选择性生成活性氧物种（¹O₂）。同时，¹O₂能高效降解水中的富电子有机污染物。这项工作为重金属和有机污染物的治理提供了基于吸附、电催化和膜分离技术的高效集成体系。

(CrN₄/MXene电极的结构表征)

(CrN₄/MXene电催化O₂产¹O₂的性能测试）

（电催化产¹O₂机理表征）

本体系设计了一种新型高效的流体电催化反应体系，通过N配位有效调控重金属单原子基流体电极选择性电催化O₂到¹O₂。本研究成果基于“以废制废”理念，有望为高效水净化系统的研发和运行提供借鉴和参考。

本文第一作者为环境学院20级博士生靳丽敏，刘艳彪教授为唯一通讯作者，东华大学为唯一通讯单位。

原文链接：https://doi.org/10.1021/acsnano.3c04521