目前，全世界数以百万计的家庭仍然受到缺水的严重影响，无法获得饮用水。高级氧化工艺(AOPs)是净化活性氧物种(ROSs)的有效方法，但在消耗性试剂的输入、ROSs的产生和电解质的预处理中，高成本和繁琐的工艺阻碍了AOPs的发展。

近日，南京理工大学Kan Zhang，延世大学Jong Hyeok Park，河海大学Yanhui Ao提出了一种基于人工叶片的自循环类Fenton系统，实现了废水处理的可持续反应系统。

文章要点

1）首先，由SnO_2-x/BiVO₄/WO₃光电极和聚四氟乙烯（PTFE）改性的Mo单原子催化剂/适度还原的氧化石墨烯涂覆的气体扩散电极（PTFE@Mo-SACs/mrG-GDE）组成的太阳能激发的无辅助人造叶片在含碳酸氢盐的电解质中实现了有效的H₂O₂产生，在AM 1G下的产率为0.77 μmol/(min cm²)，对应1.46%的无偏差太阳能到过氧化氢效率（SHyE）。

2）第二，生成的H₂O₂可以通过碳酸氢盐电解液中Mn(II)物种的催化作用立即原位活化成主要的∙OH、∙O₂^-和¹O₂等，Mn(II)物种相应地被氧化成高价Mn(IV)物种。

3）第三，通过在阴极将Mn(IV)物种还原成Mn(II )物种,可以回收Mn。因此，仅需要水、氧气和阳光的自循环过程就显示出超过一个月的长期稳定性，用于去除各种有机污染物。

参考文献

Dong, C., Yang, Y., Hu, X. et al. Self-cycled photo-Fenton-like system based on an artificial leaf with a solar-to-H2O2 conversion efficiency of 1.46%. Nat Commun 13, 4982 (2022).

DOI：10.1038/s41467-022-32410-0

https://doi.org/10.1038/s41467-022-32410-0