钴（Co）和锰（Mn）在反尖晶石氧化物中的边缘共享工程用于永磁体（PMS）的激活：通过协同作用的CoⅣ=O和1O?机制，由电子重构驱动的非自由基氧化过程

逆反尖晶石氧化物通过调控Co-Oh-O-Mn-Oh边共享结构实现电子重排，显著提升过氧ymonosulfate活化效率与污染物降解性能，优化催化剂在15分钟内完全去除20 mg/L BPA，PMS活化效率提高11.4倍，同时保持高稳定性。

　　在当前的工业和城市化进程中，有毒有机污染物的持续排放对水环境构成了严重威胁。传统水处理技术如吸附法虽然在物理去除高毒性有机污染物方面具有一定的效果，但它们往往无法实现污染物的彻底降解和矿化，可能导致污染物的二次转移，从而引发后续的环境污染问题。因此，开发高效、稳定的催化剂以激活过硫酸氢盐（PMS）并促进污染物的非自由基氧化路径成为研究的重点。

在这一背景下，钴-锰（Co-Mn）尖晶石材料因其在非自由基氧化路径中的应用潜力而受到广泛关注。通常情况下，尖晶石结构中的钴和锰离子分别占据四面体和八面体位置。在PMS活化过程中，钴（Ⅱ）和锰（Ⅲ）离子作为活性位点，能够有效促进单线态氧（1O?）的生成，同时伴随着硫酸根自由基（SO?^•-）的形成。然而，反应过程中锰的Jahn-Teller（JT）畸变，包括其歧化反应或与PMS/H?的相互作用，会导致催化剂的溶解，限制了其在实际应用中的性能。

为了克服这一问题，研究者们探索了通过调节钴和锰离子的占据位置，形成反尖晶石结构的方法。在反尖晶石结构中，锰（Ⅱ）占据四面体位置，而钴（Ⅲ）占据八面体位置。与传统尖晶石结构相比，这种配置有助于锰从高自旋态转变为低自旋态，从而抑制JT畸变，提高材料的结构稳定性。然而，反尖晶石结构中钴在八面体位置的平均氧化态升高，可能会对催化性能产生不利影响。

因此，如何在保持反尖晶石结构稳定性的同时，进一步提升其催化活性成为关键问题。研究表明，通过精确调控金属离子在特定位置的占据，以及利用不同位置之间的协同效应，可以实现更有效的催化剂配置。特别是，通过调节尖晶石结构中的边共享位点，诱导d电子的重新分布，有助于平衡催化活性和结构稳定性。

在本研究中，我们提出了一种策略，通过边共享的Co_Oh-O-Mn_Oh配置来诱导d电子的重新分布，从而在尖晶石结构中实现催化活性与结构稳定性的统一。通过理论计算和同步辐射X射线吸收光谱（XAS）分析，我们验证了这种边共享结构的存在及其伴随的电子重新分布现象。实验结果表明，经过优化的Co-Mn反尖晶石结构在较低的催化剂用量（0.2 g/L）和PMS浓度（0.5 mM）下，能够实现对20 mg/L双酚A（BPA）的100%去除，仅需15分钟。其表观速率常数达到0.389 min?1，是未修饰的Co?O?的13.4倍。这种性能的提升归因于优化后的O 2p能带中心，其中氧作为“电子桥梁”，在钴和锰的协同作用下促进了更快的电荷平衡。

此外，该催化剂在高浓度背景阴离子（如100 mM）条件下的降解效率偏差小于6.5%，表现出良好的抗干扰能力。进一步的毒理评估表明，降解产物对环境具有较低的毒性，这为该催化剂的实际应用提供了重要的支持。通过本研究提出的方法，可以实现对催化活性和反应路径的精确调控，从而为设计高效、抗干扰的尖晶石催化剂提供了新的思路。

本研究不仅揭示了Co-Mn反尖晶石材料在PMS活化中的基本作用机制，还为开发具有更高催化性能和结构稳定性的材料提供了理论依据和实验支持。通过精确调控金属离子的占据位置，结合边共享结构的协同效应，我们能够有效提升催化剂的活性和稳定性，从而满足实际水处理过程中对高效、环保材料的需求。这种策略的实现，有助于推动尖晶石材料在高级氧化工艺（AOPs）中的广泛应用，为解决有毒有机污染物的处理难题提供了新的解决方案。