O₂在室温下活化为O₂·⁻是环境修复和工业化学过程中的重要化学过程，但其机理尚不清楚。近日，华东理工大学龙东辉教授，张亚运报道了通过自由基检测结合密度泛函理论（DFT）研究来阐明其机理，并揭示了O₂活化反应在室温下只能发生在多孔炭（PCs）中。

文章要点

1）DFT计算结果表明，由于超微孔中的空间限制（0.4 nm），SP²共轭碳可以将π*电子转移到O₂分子的外轨道上，由于自由电子数量的增加，边缘缺陷和异质原子的存在可以促进电子转移。同时，生成的O₂·⁻自由基可以进一步捕获和富集在MgO表面，并通过对所设计的PCs 负载的MgO的自由基检测分析证实了这一点。

2）在此基础上，研究人员将负载MgO的PC上O₂的活化和O₂·⁻的富集应用于室温催化H₂S氧化的探针反应中，结果显示，其具有良好的催化性能。

这些发现为揭示O₂在室温下活化的内因提供了有价值的见解，并为实现有氧氧化过程中O₂·⁻的有效形成和富集开辟了一条新的途径。

参考文献

Yankai Pan, et al, Unveiling the Nature of Room-Temperature O₂ Activation and O₂·⁻ Enrichment on MgO-Loaded Porous Carbons with Efficient H₂S Oxidation, ACS Catal. 2021

DOI: 10.1021/acscatal.1c00857

https://doi.org/10.1021/acscatal.1c00857