综述:金属有机框架驱动的原子精度高级氧化技术在污染控制中的应用

【字体: 时间:2025年10月10日 来源:Advanced Materials 26.8

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  本综述系统解析金属有机框架(MOFs)作为单原子催化剂(SACs)前驱体在高级氧化过程(AOPs)中的突破性应用,重点探讨其通过调控不饱和金属中心、有机配体功能化及多级孔限域效应提升催化性能的机制,为水处理技术提供原子级设计策略。

  

Abstract

金属有机框架(MOFs)为设计原子级精度的多相催化剂提供了可编程平台。作为单原子催化剂(SACs)的前驱体,MOFs能够最大化金属利用率并精细调控配位环境,从而在针对水体有机污染物的高级氧化过程(AOPs)中发挥高效作用。本综述评估了调控催化性能的三大核心策略:构建配位不饱和金属中心、定制有机连接体以稳定活性位点,以及利用多级孔限域效应调控传质过程。新兴的合成方法(如杂原子掺杂和原子化)被评估其提升稳定性和路径选择性的能力。通过对比近期研究,得出以下关键结论:原子分散可有效调控自由基和非自由基氧化通道,电子调制强化界面电荷转移,孔限域效应同时增强污染物可及性和抗失活能力。除材料设计外,计算建模、实验验证与可持续性评估(如生命周期和技术经济分析)的结合,为连接基础机制与工程可行性提供了整体框架。最后,综述指出了在氧化还原稳定性、可扩展性和环境鲁棒性方面的剩余挑战,为开发高效、耐用且可持续的新一代水处理催化剂提供指导。

Conflict of Interest

作者声明无利益冲突。
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