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隨著人口增長，對清潔水的需求不斷增加，但天然水中含有的污染物（ECs）危害人體健康，需要處理之后才能得以利用。然而天然水中高濃度鹽阻礙了污染物的去除，阻礙廢水處理?；诖?，近日廣州大學(xué)呂來教授等人報道了一種具有獨(dú)特陽離子-π結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定鐵錨碳催化劑FOFNC，并將其用于高鹽度條件下的水自凈。在高鹽度（100 mM）條件下，無需任何外部能量輸入，ECs的消除率提高了約32倍，解決了高鹽度廢水處理中資源和能源消耗的瓶頸問題。

VASP解讀

通過DFT計算優(yōu)化了催化劑表面H₂O和雙酚A的不同吸附模型，然后計算了吸附能（E_ad）。在表面C和Fe位點(diǎn)，雙酚A和H₂O的E_ad均為負(fù)值，說明FOFNC具有親水性。雙酚A在Fe和C位點(diǎn)上的E_ad分別為-1.759 eV和-1.415 eV，表明雙酚A更容易吸附在Fe位點(diǎn)上。因此，雙酚A的惰性電子可分別通過ERC和EPC周圍的陽離子-π和π-π相互作用轉(zhuǎn)移到催化劑表面。在NO₃^–條件下，雙酚A在Fe位點(diǎn)上的E_ad下降為-2.341 eV，吸附距離從2.040 ?下降為1.985 ?。

這一結(jié)果表明，在NO₃^–的介導(dǎo)下，雙酚A與Fe位點(diǎn)之間的絡(luò)合作用更強(qiáng)，從而促進(jìn)了界面電子轉(zhuǎn)移。E_ad的變化（ΔE = 0.582 eV）是由于分子間氫鍵相互作用（E ≈ 0.5 eV），這也是NO₃^–介導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移機(jī)制的關(guān)鍵。此外，在C位點(diǎn)上也觀察到了類似的變化（ΔE= 0.493 eV）。

Salinity-mediated water self-purification via bond network distorting of H₂O molecules on DRC-surface. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 2023, DOI: 10.1073/pnas.2311920120.

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呂來團(tuán)隊?PNAS：高鹽條件下新型催化劑助力水體自凈化

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