作为一种高效的AOP催化剂，酚类化合物、抗生素和药物等一系列难降解的有机污染物通过过氧单硫酸盐(PMS)的活化被有效降解和矿化。开发具有优异活性和稳定性的铁基催化剂是高级氧化工艺中PMS活化的长期目标。

有鉴于此，华北电力大学陈哲副教授等人，将受限层间生长策略与熔体渗透相结合，在干化学条件下成功合成了富氧空位的1 nm超薄二维 Fe₃O₄ 纳米片。

本文要点

1）超薄的二维氧化铁纳米片被限制在模板RUB-15的1.4 nm层间间距内，从而产生具有高原子暴露率的单分子层。

2）原子力显微镜、CS 校正高分辨率透射电子显微镜、X 射线光电子能谱、X 射线吸收精细结构等共同揭示了二维 Fe₃O₄ 纳米片具有特殊的类石墨烯形貌和富氧空位。

3）通过自由基猝灭实验、电化学分析和理论计算，证实自由基的产生（·OH和SO₄^·-）和介导的电子转移是反应的关键机制。富氧空位的超薄二维 Fe₃O₄ 介导了污染物和氧化剂之间的电子转移，促进了 Fe₃O₄ 的氧化还原循环，并显着降低了界面电荷转移的能垒。

总之，该工作可以大规模生成具有足够氧空位的二维金属氧化物纳米片，从而为提高铁基催化剂的活性提供了见解。

参考文献：

Weixue Wang et al. The Confined Interlayer Growth of Ultrathin Two-Dimensional Fe₃O₄ Nanosheets with Enriched Oxygen Vacancies for Peroxymonosulfate Activation. ACS Catal., 2021.

DOI: 10.1021/acscatal.1c03331

https://doi.org/10.1021/acscatal.1c03331