《科學(xué)通報》2025年第14期出版“環(huán)境催化專題”，歡迎關(guān)注！

在全球環(huán)境問題日益嚴(yán)峻的背景下，環(huán)境催化技術(shù)正成為破解生態(tài)治理與可持續(xù)綠色發(fā)展矛盾的關(guān)鍵突破口. 作為連接基礎(chǔ)科學(xué)與工程應(yīng)用的核心紐帶，催化材料的設(shè)計與機制研究推動著大氣污染防治、水處理、碳循環(huán)利用等領(lǐng)域的革新.

《科學(xué)通報》組織出版“環(huán)境催化”專題, 聚焦10篇文章，涵蓋大氣污染物降解、碳捕集、尾氣處理及高級氧化技術(shù)等方向，展現(xiàn)了我國環(huán)境催化領(lǐng)域的前沿動態(tài)與多維突破. 北京大學(xué)陸克定課題組[1]系統(tǒng)綜述了Cl2在大氣中的生成路徑與時空分布特征，指出城市污染條件下非均相反應(yīng)是Cl2的主要來源。通過為化學(xué)離子化質(zhì)譜(CIMS)技術(shù)驗證了Cl2光解對Cl自由基的高貢獻率（>85%），并揭示了Cl2與臭氧、VOCs的復(fù)雜相互作用對二次污染形成的驅(qū)動機制，為區(qū)域大氣復(fù)合污染調(diào)控提供了理論支撐. 清華大學(xué)彭悅團隊[2]綜述了柴油車氧化催化劑（DOC）、柴油車顆粒物捕集器（DPF）、選擇性催化還原催化劑（SCR）及氨逃逸催化劑（ASC）單元的催化材料創(chuàng)新，指出貴金屬尺寸調(diào)控（如單原子Pt）與過渡金屬氧化物復(fù)合（如Ce-Co）是提升低溫活性的核心策略。研究強調(diào)三維有序大孔結(jié)構(gòu)（3DOM）與分子篩限域效應(yīng)可顯著增強碳煙氧化效率，為國六標(biāo)準(zhǔn)下低成本高效催化劑的開發(fā)指明了方向. 暨南大學(xué)朱明山課題組[3]綜述了接觸電致催化在全氟和多氟烷基物質(zhì)(PFAS)降解、CH4資源化等前沿領(lǐng)域的探索，彰顯了環(huán)境催化從末端治理向物質(zhì)循環(huán)的范式轉(zhuǎn)變. 四川大學(xué)賴波課題組[4]系統(tǒng)解析了已被證實可通過產(chǎn)生氧化電勢較高的活性 已被證實可通過產(chǎn)生氧化電勢較高的活性氧物種（ROS）（?OH、1O2、高價金屬）與污染物分子結(jié)構(gòu)的構(gòu)效關(guān)系，提出基于EHOMO與能隙（ΔE）的活性物種定向調(diào)控策略. 研究發(fā)現(xiàn)，催化劑（如Cu-SA/MXene）可通過調(diào)控過一硫酸鹽（PMS）吸附構(gòu)型實現(xiàn)1O2近100%選擇性生成，而納米限域與雙活性位點設(shè)計可顯著降低活化能壘，為新污染物精準(zhǔn)氧化提供了理論工具. 浙江大學(xué)翁小樂課題組[5]針對固廢焚燒煙氣中NOx與多氯二苯并二噁英/呋喃（PCDD/Fs）共存的難題，優(yōu)化商用V-W(Mo)/Ti催化劑，提出酸-氧化還原雙活性位點協(xié)同策略. 研究發(fā)現(xiàn)，適當(dāng)提高釩負(fù)載量（3 wt%~4 wt%）可增強表面氧遷移能力，但需平衡N2選擇性與抗硫性能. 該工作為多污染物協(xié)同控制催化劑的工業(yè)化設(shè)計提供了重要參考. 同濟大學(xué)趙紅穎團隊[6]開發(fā)的單原子鐵催化劑，通過電催化活化過硫酸鹽將苯酚定向轉(zhuǎn)化為對苯醌，收率達63.6%，實現(xiàn)“污染負(fù)資產(chǎn)”向“資源正收益”的跨越. 浙江工大學(xué)高翔與張士漢團隊[7]設(shè)計了三乙烯四胺功能化UIO-66材料（TETA@UIO-66），通過孔徑匹配策略強化范德華力，使CO2吸附量提升84%（1.66 mmol/g），選擇性達80.5（IAST）。密度泛函理論(DFT)與原位漫反射紅外譜(DRIFTS)證實其物理吸附機理，等量吸附熱僅35 kJ/mol，突破了傳統(tǒng)胺基材料化學(xué)吸附的高能耗瓶頸，為碳捕集材料設(shè)計提供了新范式. 中國環(huán)境監(jiān)測總站金小偉[8]對洞庭湖農(nóng)藥污染的溯源與風(fēng)險評估，融合正矩陣因子模型與概率分析法，為農(nóng)業(yè)面源污染管控提供科學(xué)框架. 中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境科學(xué)研究中心何廣智、余運波等人[9]驗證了非金屬碳基催化劑在氨選擇性氧化中的性能，揭示C-OH/C-O-C官能團的關(guān)鍵作用，為非貴金屬催化劑設(shè)計提供了新思路. 南京大學(xué)畢軍團隊[10]通過氨基酸修飾活性炭負(fù)載錳氧化物（MnOx/AC），結(jié)合鹽酸酸蝕優(yōu)化表面結(jié)構(gòu)，成功制備出1% MnOx/AC-0.5催化劑. 該材料在室溫下4 h內(nèi)將1.02 ppm甲醛降解至0.02 ppm，去除率達98%. 研究通過X射線光電子能譜技術(shù)（XPS）、氫氣程序升溫還原(H2-TPR)等表征揭示了酸蝕誘導(dǎo)的氧空位和吸附氧物種對甲醛氧化的關(guān)鍵作用，為低能耗室內(nèi)空氣凈化技術(shù)提供了新思路.

本期研究呈現(xiàn)兩大趨勢：微觀尺度上，單原子催化劑、缺陷工程等精準(zhǔn)調(diào)控手段深化催化機制認(rèn)知；宏觀應(yīng)用上，跨介質(zhì)協(xié)同治理、污染物-資源耦合轉(zhuǎn)化成為主流方向. 然而，催化劑長效穩(wěn)定性、復(fù)雜體系適配性仍是規(guī)模化應(yīng)用的瓶頸. 未來, 人工智能輔助的活性位點設(shè)計、多技術(shù)聯(lián)用的能效優(yōu)化，或?qū)⑼苿迎h(huán)境催化從實驗室創(chuàng)新邁向產(chǎn)業(yè)落地，在生態(tài)保護與綠色經(jīng)濟間架設(shè)更堅實的橋梁. 在此, 由衷感謝暨南大學(xué)曾力希教授和上海師范大學(xué)張蝶青教授作為客座編輯，為本專題征集了優(yōu)秀的稿件！

邢明陽，華東理工大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師. 獲上海市自然科學(xué)獎一等獎、侯德榜化工科學(xué)技術(shù)獎青年獎、上海市優(yōu)秀學(xué)術(shù)帶頭人等獎勵與稱號；入選“科睿唯安全球高被引學(xué)者”、“ACS Environ. Au 環(huán)境研究明日之星”. 主要研究領(lǐng)域為芬頓、壓電催化、納米光催化等高級氧化與還原技術(shù)在環(huán)境污染控制與資源化領(lǐng)域的基礎(chǔ)與應(yīng)用研究.

專題文章信息

邢明陽. 環(huán)境催化: 綠色破局之鑰. 科學(xué)通報, 2025, 70 (14): 2021-2022.

https://doi.org/10.1360/CSB-2025-0537

藏琪, 譚照峰, 陸克定, 張遠(yuǎn)航. 氯氣的大氣化學(xué). 科學(xué)通報, 2025, 70: 2023–2032

https://doi.org/10.1360/TB-2024-0465

李佳幸, 高傳, 隆云鵬, 李一凡, 王厚林, 彭悅, 李俊華. 柴油車尾氣后處理關(guān)鍵材料研究進展. 科學(xué)通報, 2025, 70: 2033–2043

https://doi.org/10.1360/TB-2024-0570

袁艾, 程晨, 石瑩璽, 秦俊豪, 李晶, 銀仁莉, 朱明山. 接觸電致催化技術(shù)及其應(yīng)用: 現(xiàn)狀、發(fā)展和挑戰(zhàn). 科學(xué)通報, 2025, 70: 2044–2055

https://doi.org/10.1360/TB-2024-0750

何傳書, 孫鷥, 董玉丹, 楊樹潤, 謝智慧, 周鵬, 張恒, 劉楊, 熊兆錕, 賴波. 高級氧化技術(shù)中活性氧物種的調(diào)控策略與機制. 科學(xué)通報, 2025,70: 2056–2069

https://doi.org/10.1360/TB-2024-0583

魯爽, 李仁娜, 翁小樂. 釩基催化劑協(xié)同控制氮氧化物和含氯有機物研究進展與展望. 科學(xué)通報, 2025, 70: 2070–2084

https://doi.org/10.1360/TB-2024-0527

宋炎鍇, 陳敏, 韋宇韜, 馮智淵, 趙紅穎. 單原子鐵選擇性電催化活化過硫酸鹽實現(xiàn)苯酚的資源化轉(zhuǎn)化. 科學(xué)通報, 2025, 70: 2085–2094

https://doi.org/10.1360/TB-2024-0738

沈遙, 魯恒霞, 楊雄威, 葉杰旭, 趙景開, 張士漢, 高翔. 孔徑匹配的胺基功能化金屬有機骨架捕集煙氣CO 2 . 科學(xué)通報, 2025, 70: 2095–2103

https://doi.org/10.1360/TB-2024-0582

郭新影, 羅瑩, 杜昶, 李久贏, 賈世琪, 徐建, 王業(yè)耀, 金小偉. 洞庭湖流域典型農(nóng)藥污染特征、來源及生態(tài)風(fēng)險. 科學(xué)通報, 2025, 70: 2104–2116

https://doi.org/10.1360/TB-2024-0595

段汝丞, 符瑜, 何廣智, 余運波, 賀泓. 非金屬碳基催化劑氨選擇性催化氧化反應(yīng)性能研究. 科學(xué)通報, 2025, 70: 2117–2124

https://doi.org/10.1360/TB-2024-0690

肖丹, 鄒巍巍, 李良, 劉蓓蓓, 畢軍. 酸蝕改性活性炭載錳催化劑常溫降解甲醛. 科學(xué)通報, 2025, 70: 2125–2135

https://doi.org/10.1360/TB-2024-0328

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