碳纳米层缓冲的CoxNiy合金电子结构动态演化调控活性氧物种选择性生成机制

为解决非自由基活性氧(ROS)选择性生成难题，研究人员通过构建碳纳米层负载的CoxNiy合金(CoxNiy@CNT)，首次揭示了电子结构动态演化对过一硫酸盐(PMS)活化路径的调控机制。研究发现碳纳米层的电子缓冲效应可定向驱动PMS*或单线态氧(1O2)的选择性生成，为精准设计芬顿催化剂提供了分子层面的理论依据。

　　

这项突破性研究揭示了碳纳米层包裹的双金属合金在环境催化中的精妙作用机制。通过精确调控Co_xNi_y合金的原子比例(x/y=1:3至3:1)，科研人员成功捕捉到催化剂电子结构的动态演变过程。有趣的是，具有可控晶格间距的碳纳米层展现出独特的"电子缓冲器"功能——既能向Co₁Ni₃补充电子促进PMS*复合物形成，又可从Co₃Ni₁接受电子诱导¹O₂生成。这种电子转移的"跷跷板效应"源于O 2p轨道电子与Co杂化轨道的精准匹配，最终实现了不同有机污染物的靶向降解。更令人振奋的是，该团队还开发出基于双合金协同作用的实际医疗废水处理新工艺，为绿色水处理技术提供了全新设计思路。