德州学院耿龙龙教授团队在金属催化剂晶相调控研究方面取得重要进展

导读

近日，山东省硅单晶单导体材料与技术重点实验室、德州学院化学化工学院耿龙龙教授团队发挥山东省青创团队学科交叉优势，在金属催化剂晶相调控与构效关系研究方面取得重要进展，相关研究成果以“Unraveling crystalline-phase-effect of CoSe for highly efficient and robust Fenton-like catalysis: A combined experimental and theoretical study”为题发表在国际知名期刊Chinese Chemical Letters（中国科学院一区，TOP期刊，IF：8.9）。

开发高效稳定的类芬顿催化剂对实现PMS活化高级氧化技术治理水体新兴污染物意义重大。本研究成功合成CoSe纳米晶嵌入无定形碳的核壳结构CoSe/MC复合催化剂，系统表征指出，CoSe纳米晶以核壳结构均匀分散于碳基体中，诱导形成分级多孔形貌，同时提升了Co2+含量与Co位点电荷密度，引入丰富的PMS活化活性位点。该复合材料展现出优异的 PMS 吸附与活化能力，动力学测试证实，CoSe/MC活化PMS降解四环素的表观速率常数达3.74×10-2s-1，是Co3O4/C的7.3倍，2 min 内四环素降解率高达97%。更关键的是，CoSe与无定形碳形成的核壳结构，既优化了催化剂的界面电子传输效率，又大幅促进PMS的O-O键裂解；同时CoSe与PMS形成独特的桥接吸附构型，将PMS的O-O键长从1.48 Å延长至3.06 Å，为活性氧物种的生成创造了有利的热力学条件。基于上述特性，CoSe/MC的类芬顿催化性能和稳定性均显著优于Co3O4/C等传统钴基催化剂。本研究还全面阐明了CoSe晶相调控与核壳界面工程在提升PMS活化类芬顿催化性能中的协同作用机制，为高效稳定的高级氧化催化材料的设计提供了重要理论参考。

德州学院为成果第一完成单位，我校与山东理工大学联合培养硕士生程香涵为论文第一作者，耿龙龙教授、李振博士和山东大学许醒教授为共同通信作者，我校化学化工学院王晓丽副教授、张秀玲教授、张大帅教授、张永正副教授、牛萍教授为共同作者。研究得到国家自然科学基金、山东省青创科技创新团队、山东省自然科学基金、德州学院学科（平台）和校级攻坚团队建设经费等经费资助。

山东省先进材料与绿色催化交叉创新团队以先进材料开发为主线，发挥学科交叉优势开展纳米材料制备、表界面调控、催化特性研究、工业放大实验等研究。通过理性设计催化剂的结构并在此基础上开展表界面调控，最终实现催化活性、选择性和稳定性的提升。

文章链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1001841725014731

来源：德州学院