近日，昆明理工大学化学工程学院林资源高效转化与利用创新团队在抗生素治理研究领域取得重要进展，相关成果以“Engineering coordination environment of cobalt single-atoms integrated with cobalt nanoclusters to construct d-band center targeted Co(IV)=O and accelerate PMS activation”为题发表在环境催化领域顶级期刊Applied Catalysis B: Environment and Energy（影响因子：21.1）上。昆明理工大学化学工程学院为论文第一完成单位，我院2023级硕士研究生权文俊为论文第一作者，胡天丁副教授、陕绍云教授及浙江农林大学徐晶教授为共同通讯作者。

抗生素等持久性有机污染物在水环境中的持续存在已成为全球关注的重要生态与健康问题。基于过氧单硫酸盐（PMS）的高级氧化技术因能够产生多种活性氧物种，在水体有机污染治理领域受到广泛关注。然而，在传统钴基催化体系中，高自旋钴中心存在固有的氧限域效应，导致高价钴氧物种Co(IV)=O难以高效生成，从而限制了催化体系在活性、选择性与稳定性之间的协同提升。针对这一问题，研究团队提出单原子-纳米团簇协同调控策略。通过树脂微球负载ZnCo-ZIF前驱体并经高温煅烧，构建了具有CoC2N2配位结构的钴单原子-钴纳米团簇耦合催化剂（CoSA–CoNC/CN）。结构表征结果表明，纳米团簇与邻近单原子位点形成稳定的协同界面，有效调控了单原子钴位点的局域电子结构。催化性能测试表明，该催化剂在PMS活化过程中能够实现高达97.2%的Co(IV)=O生成选择性，并在连续流反应器中实现99%的四环素降解效率。机理研究表明，该体系主要通过以Co(IV)=O为主导的非自由基氧化路径实现污染物降解，其中Co(IV)=O的贡献率高达94.66%。密度泛函理论计算揭示，邻近钴纳米团簇能够通过电子耦合作用显著调控单原子钴位点的d带中心位置，从而降低PMS活化能垒并促进Co(IV)=O的形成。本研究不仅为设计高效、稳定的PMS活化催化剂提供了新思路，更凸显了多活性位点协同调控反应路径的潜力，也为抗生素等持久性有机污染物的高效治理提供了新的材料设计思路。

上述研究工作得到了国家自然科学基金项目、云南省基础研究计划项目和云南省“兴滇英才支持计划”青年人才专项等项目资助。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2026.126640