新华日报：科学家制备出廉价单原子材料 可使有机污染物降解率达九成

科学家制备出 廉价单原子材料

可使有机污染物降解率达九成

新华日报 2021年9月22日 第11版

本报讯 （记者 张宣） 近日，记者从中国科学院南京土壤研究所研究员王玉军团队了解到，团队制备出了低价、绿色的咖啡生物炭基钴单原子材料，可降解多种有机污染物，降解率高达90%~100%，为单原子的廉价合成以及实际应用提供了一个新的视角。

单原子材料是近十年来兴起的一种新型材料，是将金属以单个原子的形式均匀分散在碳材料等基质上，形成“葡萄干-面包”样结构，单分散的金属原子就像“葡萄干”一样散布于“面包”基质中，作为反应活性中心，具有100%的原子利用率。“由于特殊的量子尺寸、边界效应与极高的配位不饱和度，单原子材料在诸多领域具有广泛的应用前景和实用价值。” 王玉军介绍，单原子材料的制备方法中，金属有机骨架材料（MOF）的热解是重要的途径之一，但是复杂的制备工艺与高昂的制造成本限制了单原子材料的实际应用。

王玉军团队发现，咖啡渣与MOF材料有相似的元素组成，都具有非常大的比表面积和三维孔道结构，因此是一种潜在的碳基单原子材料的制备前驱体。团队利用简单的可溶性钴盐浸泡后热解的方法，制备出了低价、绿色的咖啡生物炭基钴单原子材料。相关研究证明，这种钴单原子材料中，钴是以Co-N3S1的方式锚定在生物炭基底上。该单原子材料表现出了极高的活化过硫酸盐（PMS）降解有机污染物的能力，可以降解多种有机污染物，降解率高达90%以上。