氧化锰、碳材料在环境修复领域中的过硫酸盐（PS）氧化反应中是非常重要的催化剂，但是氧化锰催化剂的重复利用性较低，碳基催化剂的催化效率较低。有鉴于此，为了充分利用两种催化剂的优势，湖南大学汤琳等报道了合成纳米立方体结构的碳包覆氧化锰（Mn₃O₄/C）催化剂，用于活化过硫酸盐PS进行消除有机物反应，同时考察了该氧化反应中的机理。其中当葡萄糖/KMnO₄的比例为0.5而且在400 ℃中煅烧得到的催化剂有最高的性能，因为此比例得到的催化剂由于碳保护层的作用展示了较好的重复催化活性。

本文要点：

（1）

通过相关实验结合DFT计算，发现Mn₃O₄/C催化剂界面和过硫酸盐之间有范德华相互作用和强相互作用，因此通过催化剂内层Mn₃O₄促进界面碳和过硫酸盐之间的电子传输。同时碳层中的缺陷C-OH基团作为催化活性位点。在将列2,4-二氯苯酚降解模型反应中，自由基结构SO₄^·-、·OH、非自由基状态¹O₂都参与到反应过程中，其中·OH物种是主要的催化活性物种。

（2）

通过相关实验、计算结果，该研究展示了Mn₃O₄/C催化剂在降解有机污染物中的有效催化剂。

参考文献

Yani Liu, Jun Luo, Lin Tang,* Chengyang Feng, Jiajia Wang, Yaocheng Deng, Haoyu Liu, Jiangfang Yu, Haopeng Feng, and Jingjing Wang, Origin of the Enhanced Reusability and Electron Transfer of the Carbon-Coated Mn3O4 Nanocube for Persulfate Activation, ACS Catal. 2020, 10, 14857−14870

DOI: 10.1021/acscatal.0c04049

https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acscatal.0c04049