铜催化活性碳微纤维上生长的碳纳米森林高效去除水溶液中刚果红和铅(II)

这篇研究首次通过水热法成功制备了非中心对称的ZnSO4·Zn(OH)2单晶，其正交晶系（空间群P212121）结构展现出独特的3D框架和分子内氢键稳定性。该材料在光催化降解亚甲基蓝（MB）中表现卓越（3小时降解80%），添加H2O2后效率提升2.5倍，并能在无溶剂条件下高效催化Knoevenagel缩合反应（12mg剂量获得95%产率）。研究揭示了羟基自由基（OH•）的主导作用，为环境修复和绿色化学提供了新型多功能催化剂。

　　

亮点

本研究首次通过水热技术成功生长出非中心对称的ZnSO₄·Zn(OH)₂单晶，其独特的结构特性为多功能催化应用开辟了新途径。

单晶结构解析

该化合物属于正交晶系（空间群P2₁2₁2₁），晶胞参数a=4.9315(3) ?，b=6.2285(5) ?，c=14.3425(10) ?。结构中，沿a轴延伸的锯齿状Zn(1)_nO_5n+1链与b轴排列的Zn(2)_nO_4n+2链通过共享氧原子和硫酸根基团相互连接，形成稳定的3D框架。场发射扫描电镜（FESEM）显示其具有棒状形貌特征。

光催化性能

在太阳光照射下，该材料3小时内可降解80%的亚甲基蓝（MB）染料，添加0.5mL 6% H₂O₂后效率提升至2.5倍。自由基捕获实验证实羟基自由基（OH•）是主要活性物质。材料展现3.9eV的直接带隙，且经过10次循环仍保持83%以上活性。

Knoevenagel缩合反应

在无溶剂条件下，仅需12mg催化剂即可在70°C反应4小时获得95%产率。对含给电子基和吸电子基的苯甲醛衍生物均表现出优异催化活性（产率>86%），显著优于前驱体化合物。

结论

该非中心对称材料兼具环境修复和有机合成的双重催化功能，为设计新型多功能催化剂提供了重要参考。