臭氧原位合成珊瑚状ε-MnO2催化剂：突破高湿度环境下高效臭氧分解的稳定性瓶颈

（编辑推荐）本研究通过臭氧氧化法原位合成K+掺杂的ε-MnO2催化剂，其珊瑚状多孔结构（比表面积174.1 m2/g）和高浓度氧空位显著提升低温（0°C）高湿环境下的臭氧分解性能。XPS和FTIR证实其表面无O22-积累，突破传统锰基催化剂的水分子竞争吸附难题，为大气污染治理提供新策略。

　　

Highlight

本研究亮点在于采用臭氧作为氧化剂，创新性地构建出具有珊瑚状形貌的K-ε-MnO₂-O₃催化剂。这种"自下而上"的合成策略使材料同时具备高结晶度和丰富的结构缺陷，犹如为臭氧分子量身定制的纳米迷宫。

Crystal structure and morphology of catalysts

图1a展示了K-ε-MnO₂-O₃的合成路线。SEM图像（图1b-c）揭示：普通ε-MnO₂呈现直径438 nm的球状层堆叠结构，而钾离子掺杂后材料"华丽变身"为松散多孔的珊瑚形态，这种仿生结构使活性位点暴露率提升3倍，就像把密闭房间改造成开放式露台，大幅增加臭氧接触面。

Conclusion

本工作证明臭氧原位合成的K-ε-MnO₂-O₃是大气治理领域的"全天候战士"：在严寒（0°C）和梅雨级湿度下仍保持90%以上臭氧分解率，连续工作100小时后活性仅下降2.3%。其秘密在于钾离子像"结构胶水"般稳定氧空位，同时珊瑚状结构形成疏水微环境，让水分子"知难而退"。