新汙染物引發的環境問題在近些年受到廣泛關註🧖🏻‍♂️，過硫酸鹽基高級氧化技術已經被證實是一種有效的去除新汙染物的水處理技術。在先前研究中，研究者致力於提升電子轉移效率促進活性物種的生成，或者定向調控氧化機製。在本研究中，作者的研究重點除鑒定降解新汙染物的活性物種外，還對過硫酸鹽的激發過程進行深度解析。

論文截圖

本研究以鈷離子作為金屬中心，4,4-聯吡啶和[V₄O₁₂]^4-分別作為有機、無機連接劑合成的多酸MOF【Co₂(V₄O₁₂)(bpy)₂】。結合自由基淬滅實驗、分子探針實驗、溶劑替代實驗等證實Co₂(V₄O₁₂)(bpy)₂/PMS體系的主要活性物種為單線態氧和表面結合態硫酸根自由基。結合同步輻射、XPS和理論計算證實[V₄O₁₂]^4-具有電子海綿效應，由於PMS與Co₂(V₄O₁₂)(bpy)₂的界面形成了雙重相互作用（鈷位點與多酸的端基氧）❤️‍，進而引發了電子的定向傳導。傳遞的電子作用於PMS的O-H鍵使其生成SO₅^•−自由基並進一步轉化為單線態氧和表面結合態硫酸根自由基👨‍👧。通過利用原位紅外和原位拉曼觀測PMS的活化過程🎹，由於多酸的端基氧與PMS的端基H形成的氫鍵通道📆，電子定向傳遞後造成PMS的-OH的破壞，同時使得[V₄O₁₂]^4-上形成了新的-OH🤹🏽‍♀️。本工作不僅是首次將多酸金屬有機框架材料用於類芬頓反應📪，也為後續探究過硫酸鹽活化機理和研究構效關系提供了理論基礎。

圖1 Co₂(V₄O₁₂)(bpy)₂活化PMS過程深度解析

該項研究得到了國家自然科學基金項目（No. 52100069）😌、深圳市基礎研究面上項目（JCYJ20220531093205013）等基金的資助。研究成果以“Multi-channel electron transfer induced by polyvanadate in metal-organic framework for boosted peroxymonosul-fate activation”為題，於2024年8月發表在國際綜合性權威期刊Nature Communications上，意昂3体育官网深圳研究生院冀豪棟助理教授🧑🏻‍🎨、北京建築大學王崇臣教授和華東理工大學邢明陽教授為共同通訊作者，意昂3体育官网深圳研究生院2024級博士生李渝航和北京建築大學蘭明巖為共同第一作者。