目前人们对于环境友好的水净化催化剂，并且以尽量少的氧化剂用量进行水处理的需求非常迫切。

有鉴于此，中国科学技术大学俞汉青教授、江俊教授、合肥工业大学张爱勇教授等报道非金属的氮/氟双位点催化剂，能够增强单线态氧（¹O₂）在水处理去污染的过程中具有较高的选择性。

本文要点

（1）

通过先进的理论计算模拟，发现氟-氮之间的相互作用能够调节电子分布情况和极化，因此形成电子不对称的表面，而且形成缺电子的氮空位。通过这些优势，催化剂能够从PMS（过一硫酸盐）选择性生成¹O₂，而且改善对反应活性氧的利用，改善污染物分子在氟-碳Lewis酸位点吸附。

（2）

通过MMT作为层状结构模板辅助热解合成催化剂，在热解过程中能够控制碳、氮、氟原料的分解，得到结构稳定、反应位点更容易接触、并且具有更好传质容量的催化剂。制备的NFC/M催化剂在降解苯酚的效率达到单一位点对比催化剂的290.5倍，比大多数金属催化剂的性能更好。这项工作不仅展示了催化剂的精确电子结构调控和结构调控理解催化剂的设计，而且有助于发展高效率可持续的水体纯化技术。

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Gu, CH., Wang, S., Zhang, AY. et al. Tuning electronic structure of metal-free dual-site catalyst enables exclusive singlet oxygen production and in-situ utilization. Nat Commun 15, 5771 (2024).

DOI: 10.1038/s41467-024-50240-0

https://www.nature.com/articles/s41467-024-50240-0