1月9日,浙江大学徐江研究员课题组在Nature Water发表了题为“Universal scalable production of single-atom catalysts for antibiotic wastewater treatment”的研究论文,提出了级联固定策略实现了千克级、高负载量单原子催化剂的制备,其单线态氧选择性接近100%,为抗生素降解提供了高效稳定的解决方案。

单原子催化剂在废水处理领域展现出卓越性能,但其规模化与低成本合成仍是实际应用的关键瓶颈。本研究报道了一种级联固定自组装策略,用于千克级生产通用的单原子及双原子催化剂,实现了高金属负载量(最高达14 wt%),并能以接近100%的选择性生成单线态氧,从而高效去除抗生素。通过批次实验、原位X射线吸收光谱及理论计算,阐明了铁原子在SAC合成及水处理过程中的完整演变路径,揭示了铁源近乎完全利用的同时,其结构完整性与催化活性未受损害。利用近工业级连续流反应器验证了规模化生产的Fe SACs对抗生素降解的稳定性与效能,且铁浸出量极低。本研究为工业级催化剂生产建立了实用平台,同时推动了活性物种选择性生成与可持续水净化技术的发展。