近日，中国科学技术大学环境科学与工程系在类芬顿催化研究中取得新进展，创新性利用局域表面等离子体共振（LSPR）效应，显著提升H₂O₂活化效率与污染物降解性能。研究成果以“Localized Surface Plasmon Resonance Effect for Superior Fenton-Like Catalysis”为题发表于Environmental Science & Technology。

针对类芬顿反应中H₂O₂活化能垒高、能量消耗大等瓶颈问题，本研究研发了一种钌簇修饰的二氧化钛纳米带催化剂（TNB-Ru）。在温和光照下，该催化剂可激发显著的LSPR效应，将光能高效转化为纳米尺度的局部高温，从而促进H₂O₂活化与自由基生成，显著提升反应速率。机理研究表明，LSPR诱导的局部热场是一种能够以低能量输入破解H₂O₂高活化能垒的有效策略。该系统无需外部加热，在常温常压条件下即可高效降解多种污染物，并表现出良好的抗干扰能力与运行稳定性。相较于现有已报道催化体系，TNB-Ru显著提高了H₂O₂利用效率并降低了投加量，有效减少了二次污染风险与处理成本。本研究对非均相催化材料的设计与研究具有重要参考价值，同时为发展绿色低碳水处理技术提供了新思路。

图 局域表面等离子体共振效应强化H₂O₂活化的反应机理图

该研究工作得到了国家自然科学基金和安徽省自然科学基金等项目的支持。

论文链接：https://doi.org/10.1021/acs.est.5c01901