人们发现过渡金属催化剂能够活化过硫酸盐，但是活化反应的机理并未得到很好理解。有鉴于此，上海交通大学龙明策等报道发展修饰在碳纳米管上的一系列过渡金属催化剂M-N-CNT（M=Co, Fe, Mn, Ni），这种催化剂通过单原子结构M-N位点实现对过硫酸盐的活化，实现了非自由基过程对磺胺甲恶唑（sulfamethoxazole）进行氧化。作者发现催化剂的活性与自旋状态密切有关，展示了调控催化剂的自旋在改善催化反应性能中的应用前景。

本文要点：

（1）

具有高自旋态的较高磁动量金属（比如Co-N）能够有效改善d轨道与过氧化物等含氧吸附中间体之间的轨道重叠程度，而且能够促进电子转移，因此改善过一硫酸盐(HSO₅^-)的吸附并且增强该中间体物种的氧化反应活性。

（2）

本文相关研究结果可以促进过渡金属催化方法学的过硫酸盐活化机理的理解，为发展高性能自旋催化剂提供经验。

参考文献

Jie Miao, Yuan Zhu, Junyu Lang, Jingzhen Zhang, Shixian Cheng, Baoxue Zhou, Lizhi Zhang, Pedro J. J. Alvarez, and Mingce Long*, Spin-State-Dependent Peroxymonosulfate Activation of Single-Atom M–N Moieties via a Radical-Free Pathway, ACS Catal. 2021, 11, 9569–9577

DOI: 10.1021/acscatal.1c02031

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.1c02031