单原子催化剂（SACs）作为一种新兴工具，可用于选择性调控活性物种，为绿色和可持续芬顿催化提供了巨大潜力。
然而，目前的SACs由于其载体的特异性，仅能在特定的氧化剂体系中实现选择性调控，这使得在不同体系中实现针对性调控面临挑战。
基于此，2025年3月11日，重庆大学陈飞等人在国际知名期刊Nature Communications发表题为《Surface-hydroxylated single-atom catalyst with an isolated Co-O-Zn configuration achieves high selectivity in regulating active species》的研究论文。
为此，本研究设计了一种单原子催化剂，命名为CoSAs-ZnO，其具有表面羟基化和孤立的不对称Co-O-Zn构型。
该催化剂能够在过氧单硫酸盐（PMS）和过氧乙酸（PAA）体系中分别实现接近100%的选择性生成硫酸根自由基（SO₄⁻•）和单线态氧（¹O₂）。
此外，PMS活化体系能够高效处理以缺电子为主的难降解苯甲酸废水，在多次连续的中试规模实验中实现了100.0%的去除率。
PAA活化体系则促进了苯甲醇快速转化为苯甲醛，选择性高达89.0%。
密度泛函理论（DFT）计算揭示了ZnO表面的羟基在调节氧化剂的吸附构型方面发挥了关键作用，从而使得每个体系能够选择性生成特定的活性物种。
本研究为SACs的多功能应用设计提供了见解，并为其在废水处理和高价值化学品转化中的部署铺平了道路。
Zhang, ZQ., Duan, PJ., Bai, CW. et al. Surface-hydroxylated single-atom catalyst with an isolated Co-O-Zn configuration achieves high selectivity in regulating active species. Nat Commun 16, 2376 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-57560-9
