超临界CO2调控FeOOH亲水性实现水相废料降解中FeIV=O的高效释放

本文创新性地利用超临界CO2（SC-CO2）调控γ-FeOOH表面亲水性，通过消除[Feδ+/3+(OH–)6](6-δ)-/3-中的OH–/H2O配体，显著提升FeIV=O产率并抑制Feδ+/3+溶出。FeOOH-CO2相比FeOOH展现出更高的电子亲和力与ROS（活性氧物种）选择性，为含电子供体基团污染物的降解提供了高效解决方案。

　　

Highlight

FeOCl和FeOOH具有同构性，但后者通过SC-CO₂处理转化为疏水性FeOOH-CO₂后，展现出三大突破性优势：

1. 缺陷工程：FeOOH-CO₂表面[Fe³⁺(O^2–)₄(OH^–)₂]^7-亚单元经CO₂介导脱羟基，形成更多开放Fe^δ+缺陷位点，促进H₂O₂活化生成^•OH和Fe^IV=O。

2. 电子调控：O^2–配体比OH^–具有更高电子密度，使FeOOH-CO₂的Fe^δ+缺陷Lewis酸性更低，更易驱动Fe^IV=O生成（而非FeOOH倾向的¹O₂路径）。

3. 抗污染能力：疏水表面避免有机碎片配位阻塞活性位点，在纺织废水处理中实现90%重复使用稳定性。

Conclusions

本研究证实SC-CO₂处理通过精准调控FeOOH表面配位环境，将传统ROS生成路径从^•OH/¹O₂主导转向高氧化性Fe^IV=O主导，为难降解含电子供体（如–NH₂）污染物的靶向清除提供了新范式。