近期，中国科学技术大学环境科学与工程系在Angewandte Chemie International Edition发表题为“Atomic Fe–P Pairs Eliminate H2O2 Migration Barriers for Sustainable Electro-Fenton Water Treatment” 的研究论文。

电芬顿技术以H2O2为关键中间体，但其生成与活化往往发生在空间分离的位点，导致H2O2在迁移过程中易被副反应消耗，形成动力学瓶颈。针对这一关键问题，研究团队从优化H2O2迁移路径出发，通过调控构筑Fe–P原子配对结构，使H2O2的生成与活化在原子尺度实现邻位耦合，显著缩短其迁移距离。具体而言，P原子能够促进O2定向生成H2O2，而邻近的Fe位点则可即时完成活化；分子动力学模拟进一步揭示，该配对结构将传统体系中超过15 ps的迁移—碰撞过程缩短至约1.5 ps，表明原子级邻位设计在突破迁移限制中的决定性作用。由此，Fe–P配对体系展现出更高效、稳定的电芬顿反应活性，相较传统位点分散结构具有显著优势。本研究通过实现原子尺度活性位点的空间耦合成功破解了电芬顿体系的迁移瓶颈，为设计以中间体精准利用为核心的催化剂提供了新范式。

图 电芬顿功能位点间距缩短以促进H2O2高效活化

该工作得到了国家自然科学基金等项目资助，同时感谢合肥国家同步辐射实验室BL01B、BL10B线站和中国科大超算中心提供的测试与计算支持。

论文链接：https://doi.org/10.1002/anie.202523785