构筑Ru–O–Co结构强化氧活化：高效催化氧化与水解氧化氯苯的新策略及其环境修复意义

本刊推荐一项关于氯代挥发性有机物（CVOCs）污染控制的重要研究。该工作通过精准构建Ru–O–Co结构（Ru-CoOx催化剂），显著提升氯苯（CB）催化氧化效率，在300°C实现90%转化率，并有效抑制有毒氯代副产物生成。其创新性在于结合水解氧化机制（Ru–OH–Co）抗氯中毒，为工业CVOCs治理提供了兼具高活性与稳定性的设计策略。

　　

Highlight

本研究通过将Ru原子取代Co₃O₄八面体位点中的Co³⁺，成功构建了具有强电子相互作用的Ru–O–Co结构。该结构不仅为氯苯（CB）分子吸附提供更多活性位点，还显著弱化Co–O键能，促进氧物种的活化与利用。

Structural characterization

通过X射线衍射（XRD）分析（图1a）显示，Ru-CoO_x、Ru/Co₃O₄及纯Co₃O₄均呈现典型Co₃O₄尖晶石结构（JCPDS No. 74-2120）。Ru的引入引起衍射峰轻微右移，表明Ru成功掺杂进入晶格并引起晶格收缩。

Conclusion

本研究提出了一种通过在Co₃O₄八面体位点中进行Ru原子取代以设计Ru-CoO_x催化剂的策略，从而构建Ru–O–Co结构。该设计实现了氯苯（CB）的高效稳定降解，特别是在潮湿条件下促进水解氧化过程。Ru–O–Co构型展现出强电子转移效应，不仅促进CB分子吸附，还弱化了Co–O键强度，有利于氧物种的活化和利用。