文献速递|湖南大学JMST:MXene诱导的Fe-Al-LDH电子结构调制促进了类芬顿反应： 单线态氧演化和电子转移机制

本文研究了MXene诱导的Fe-Al层状双氢氧化物（LDH）电子结构调制对类芬顿反应的促进作用，特别是单线态氧的演化和电子转移机制。研究背景是基于LDH的异质过氧单硫酸盐（PMS）活化降解污染物的研究，旨在解决如何将自由基主导的降解途径选择性地调节为非自由基降解途径的挑战。研究目的包括评估MXene/LDH在激活PMS降解盐酸四环素（TC）方面的性能，通过实验和理论计算阐明MXene对LDH电子结构的影响，以及评估MXene/LDH复合材料在实际废水处理中的应用潜力。研究发现，MXene/Fe-Al LDH在PMS活化过程中表现出优异的稳定性和耐受性，TC降解的速率常数比纯Fe-Al LDH快10倍。通过DFT计算和实验，揭示了MXene优化了Fe的3d轨道和电子，提高了LDH的导电性和对PMS的吸附，增强了单线态氧的生成，并形成了新的电子转移路径。结论是MXene/Fe-Al LDH在实际河水和垃圾填埋场渗滤液中表现出令人满意的处理效率，为通过异相催化氧化净化复杂水环境中的有害有机污染物开辟了新途径。