通過(guò)合理調(diào)整配位環(huán)境，在單原子催化劑（SACs）中構(gòu)建更富電子的活性位點(diǎn)，可有效地提高基于異質(zhì)過(guò)一硫酸鹽（PMS）的類-芬頓反應(yīng)效果，但這仍然是一個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

基于此，南開大學(xué)展思輝教授和周啟星教授等人報(bào)道了一種將富-電子的Ru雙原子位點(diǎn)固定在N摻雜碳上的電催化劑（Ru2N6-C），用于水凈化中的PMS活化。Ru2N6-C催化劑表現(xiàn)出優(yōu)異的耐久性和可靠性，降解萘普生的效率達(dá)到了153.95 min-1 M-1。

通過(guò)DFT計(jì)算，作者研究了Ru2N6-C優(yōu)異的PMS活化機(jī)理。2D電子密度圖像顯示，Ru2N6中相鄰的Ru和Ru原子之間存在富電子現(xiàn)象，從而形成富電子的活性中心，在含O中間體的吸附/活化方面具有很大的潛力。

2D電子密度圖和EPR均表明，富含電子的Ru2N6-C催化劑可為PMS提供更多的電子，有助于類-芬頓反應(yīng)。當(dāng)PMS的O-O鍵以Yeager-吸附模型的形式吸附在Ru2N6-C的Ru2位點(diǎn)上時(shí)，其吸附能比Pauling-吸附模型中單獨(dú)Fe位點(diǎn)的吸附能更強(qiáng)和更高，表明雙原子位點(diǎn)可以通過(guò)橋式吸附促進(jìn)PMS對(duì)PMS的吸附過(guò)程。

此外，Ru的4d軌道和O的2p軌道的電子在費(fèi)米能級(jí)附近有很強(qiáng)的軌道重疊，表明PMS中Ru和O原子之間存在很強(qiáng)的相互作用?？傊?，電子相互作用可以看作是過(guò)渡金屬d態(tài)與吸附質(zhì)價(jià)態(tài)之間的耦合，導(dǎo)致了分離的成鍵和反鍵態(tài)。對(duì)比Fe 3d軌道，Ru 4d軌道的?d更接近費(fèi)米能級(jí)，d軌道與O 2p軌道重疊更強(qiáng)，表明Ru 4d軌道上的電子可能暗示PMS對(duì)Ru2N6位點(diǎn)的結(jié)合親和力增強(qiáng)。 因此，Ru2N6-C在活化PMS過(guò)程中形成的ROS對(duì)有機(jī)化合物表現(xiàn)出較強(qiáng)的氧化能力，促進(jìn)了有機(jī)污染物的降解。

Highly Efficient Peroxymonosulfate Activation on Electron-Enriched Ruthenium Dual-Atom Sites Catalysts for Enhanced Water Purification. Adv. Funct. Mater., 2023, DOI: 10.1002/adfm.202308204.