德州學院耿龍龍教授團隊在金屬催化劑晶相調控研究方面取得重要進展

導讀

近日，山東省硅單晶單導體材料與技術重點實驗室、德州學院化學化工學院耿龍龍教授團隊發揮山東省青創團隊學科交叉優勢，在金屬催化劑晶相調控與構效關系研究方面取得重要進展，相關研究成果以“Unraveling crystalline-phase-effect of CoSe for highly efficient and robust Fenton-like catalysis: A combined experimental and theoretical study”為題發表在國際知名期刊Chinese Chemical Letters（中國科學院一區，TOP期刊，IF：8.9）。

開發高效穩定的類芬頓催化劑對實現PMS活化高級氧化技術治理水體新興污染物意義重大。本研究成功合成CoSe納米晶嵌入無定形碳的核殼結構CoSe/MC復合催化劑，系統表征指出，CoSe納米晶以核殼結構均勻分散于碳基體中，誘導形成分級多孔形貌，同時提升了Co2+含量與Co位點電荷密度，引入豐富的PMS活化活性位點。該復合材料展現出優異的 PMS 吸附與活化能力，動力學測試證實，CoSe/MC活化PMS降解四環素的表觀速率常數達3.74×10-2s-1，是Co3O4/C的7.3倍，2 min 內四環素降解率高達97%。更關鍵的是，CoSe與無定形碳形成的核殼結構，既優化了催化劑的界面電子傳輸效率，又大幅促進PMS的O-O鍵裂解；同時CoSe與PMS形成獨特的橋接吸附構型，將PMS的O-O鍵長從1.48 ?延長至3.06 ?，為活性氧物種的生成創造了有利的熱力學條件?；谏鲜鎏匦裕珻oSe/MC的類芬頓催化性能和穩定性均顯著優于Co3O4/C等傳統鈷基催化劑。本研究還全面闡明了CoSe晶相調控與核殼界面工程在提升PMS活化類芬頓催化性能中的協同作用機制，為高效穩定的高級氧化催化材料的設計提供了重要理論參考。

德州學院為成果第一完成單位，我校與山東理工大學聯合培養碩士生程香涵為論文第一作者，耿龍龍教授、李振博士和山東大學許醒教授為共同通信作者，我校化學化工學院王曉麗副教授、張秀玲教授、張大帥教授、張永正副教授、牛萍教授為共同作者。研究得到國家自然科學基金、山東省青創科技創新團隊、山東省自然科學基金、德州學院學科（平臺）和校級攻堅團隊建設經費等經費資助。

山東省先進材料與綠色催化交叉創新團隊以先進材料開發為主線，發揮學科交叉優勢開展納米材料制備、表界面調控、催化特性研究、工業放大實驗等研究。通過理性設計催化劑的結構并在此基礎上開展表界面調控，最終實現催化活性、選擇性和穩定性的提升。

文章鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1001841725014731

來源：德州學院