活性氧粒子（ROS）的生成是高级氧化技术（AOPs）降解有机污染物的关键。水处理技术中常见的ROS，如羟基自由基（·OH）、硫酸根自由基（SO4 ·- ）和超氧阴离子自由基（O2 ·- ）等，近10 a来已为人所熟知。特别是前2种ROS对几乎所有有机物无差别的氧化能力，彰显了AOPs应用于水处理中所具有的无穷潜力。但实际应用中，O2 ·- 氧化能力弱且自身不稳定，·OH的生成会受到pH的限制〔1 -2 〕 ，且其和SO4 ·- 都易被其他非目标物质（天然水体中的腐殖酸、含氯物质等）所消耗〔3 〕 ，从而影响对目标污染物的矿化程度。而单线态氧（1 O2 ）虽对污染物的降解效率不如·OH和SO4 ·- ，但与·OH和SO4 ·- 相比，其具有更强的抗干扰能力和更优秀的降解选择性，故在现今AOPs的研发中颇受关注。
基态O被激发后，原本2个2pπ*轨道中2个自旋平行的电子既可同时占据1个2pπ*轨道，也可分别占据2个2pπ*轨道，2种激发态的自旋多重性可呈现单重态，故激发态氧分子又被称为单线态氧。因1 O2 具有未占据的π*轨道，可在对诸如药物〔4 〕 、不饱和生物分子〔5 〕 和微生物病原体等富电子物质〔6 〕 的降解中表现出比·OH和SO4 ·- 更强的抗环境干扰能力和降解选择性，此外其还具有留存时间更长、pH适应范围更广等优点。笔者分别从光促进、通过活性中间体以及在催化材料中构造特殊结构生成单线态氧这3个角度梳理了现今生成1 O2 的主要途径，以期为今后研究人员围绕该ROS粒子有针对性地研发新型水处理技术提供参考。
1 光促生成1 O2
自1938年H. KAUTSKY〔7 〕 首次发现1 O2 以来，研究人员通常认为光促生成1 O2 涉及负责吸收紫外线或可见光的有机敏化剂，其在激发单重态到激发三重态的系间窜越后，将能量由三重态激子转移到基态氧3 O2 〔8 〕 。负责光催化反应的物质是电荷载流子，即自由的光生电子e- 和空穴h+ ，其后续1 O2 的生成反应有2种途径：第1种是以电子转移而生成的·OH、O2 ·- 等活性物质作为中间产物，进而生成1 O2 ，称为Ⅰ型反应；第2种是光能由三重态激子转移到3 O2 后得1 O2 ，称为能量转移型或Ⅱ型反应。在光催化水处理工艺中所采用的诸如TiO2 、金属有机骨架（MOFs）材料和石墨相氮化碳（g-C3 N4 ）等光催化剂在应用中均贯彻了此2种机理。
1.1 Ⅰ型反应
TiO2 是现今光电催化与水处理等领域研究最深入的催化剂，其可经表面光催化反应将吸附氧转化为1 O2 ，具体反应见式（1）~式（3），即单光子激发TiO2 生成h+ 和e- ，随后发生Ⅰ型机制的电子转移生成1 O2 〔9 〕 。
TiO2 → h ν - +h+ （1）
O2 +e- → 2 ·- （2）
O2 ·- +h+ → 1 O2 （3）
同样，具有特殊几何配位结构的MOFs材料也能通过光催化生成1 O2 〔10 〕 。据报道，在MOFs材料中引入β -双酮（AA）结构可增强光催化的Ⅰ型反应〔11 〕 。以UiO-66（Zr）-AA辅助光催化降解酸性橙为例，所引入的AA结构通过与有机配体之间的配体内电荷转移和配体与金属簇电荷转移的耦合，加速了光激发生成水合电子这一过程〔11 〕 。水合电子经O2 捕获后所生成的O2 ·- 随后与h+ 复合生成1 O2 。
能发生光催化Ⅰ型机制反应的材料还有g-C3 N4 。这种以三均三嗪作为基本结构单元的聚合材料，因其带隙能仅为2.7~2.8 eV，可由可见光驱动反应。Y. H. CHEN等〔12 〕 报道了一种以g-C3 N4 和石墨烯rGO为原料所制备而得的复合材料，其可通过光催化的Ⅰ型机制降解双酚A（BPA），且光催化反应速率较采用传统g-C3 N4 时提高了3倍，这是因为所嵌入的 rGO与g-C3 N4 紧密接触，大大降低了传统g-C3 N4 光催化剂的电子-空穴对复合率，增加了其表面积、电导率和活性位点，有利于O2 的单电子还原和光催化Ⅰ型机制的形成，但对于该材料本身的稳定性还需进一步探索和加强。
1.2 Ⅱ型反应
三重态激子到3 O2 的能量转移也是1 O2 的生成方式之一。M. BUCHALSKA等〔13 〕 提出如式（4）、式（5）所示的从激发态的TiO2 到氧的能量转移生成1 O2 这个过程能够与上述Ⅰ型反应并行发生。Wentao ZHANG等〔14 〕 在MIL-125（Ti）上同样锚定AA结构却出现了与前述UiO-66（Zr）-AA完全不同的的1 O2 生成方式。在该光催化体系中，1 O2 的生成主要源于三重态能量转移。AA衍生的氧空位（OVs）是光生e- 和h+ 的捕获位点，e- 和h+ 在其上复合形成单重态激子，该激子经由系间穿越转化为三重态，最后向3 O2 传递能量形成1 O2 。由于感光剂的单重态和O2 基态间的能量转移是自旋禁阻跃迁的，因此1 O2 的生成主要依赖于三重态的能量转移。OVs充当激子的捕获位点，利用电荷载流子的复合生成1 O2 ，这为基于MOF的光催化剂的设计提供了新的思路。
TiO2 → h ν 2 *（4）
TiO2 *+3 O2 → 1 O2 +TiO2 （5）
研究表明，无敏化剂条件下也能通过该机制生成1 O2 。例如，可见光直接照射CS2 、CCl4 和C6 F14 等卤化溶剂〔15 〕 ，利用重原子效应促进三线态向单线态转变〔16 〕 ，或者经激光照射等方法都可直接生成1 O2 。A. KRASNOVSKY JR等〔17 〕 发现在无敏化剂、高功率1 270 nm激光照射条件下，并四苯和1，3-二苯基苯并呋喃（DPIBF）在常温常压液相中发生光氧化反应，且该光氧化反应发生于3 O2 〔3 ∑g - 〕→ 1 O2 〔1 Δg 〕跃迁后所生成的1 O2 与DPIBF之间。
2 通过活性中间体生成1 O2
含过氧键的物质在分解过程中所生成的活性中间体，如O2 ·- 、SO5 ·- 和·OH，也可促进1 O2 的生成。
2.1 通过O2 ·- 生成1 O2
O2 ·- 是1 O2 生成的前体物，它既可和H2 O2 通过Haber-Weiss反应〔式（6）〕生成1 O2 ，也可和其他自由基或H+ 进行复合重组〔式（7）、式（8）〕得以生成1 O2 。高级氧化工艺中，H2 O2 、过硫酸盐和O2 等物质在活化时均易生成O2 ·- ，进而生成1 O2 。
O2 ·- +H2 O2 → - +1 O2 （6）
O2 ·- +·OH→ 1 O2 +OH- （7）
2O2 ·- +2H+ → 1 O2 +H2 O2 （8）
O2 ·- 的产率决定着1 O2 的产率。传统活化H2 O2 的方法生成的O2 ·- 并不多，这就导致通过Haber-Weiss 反应所得的1 O2 的产率很低〔18 〕 。对此，Yumeng ZHAO等〔19 〕 提出了采用Pd-Pt-陶瓷（CM）电过滤系统高效合成1 O2 的机制：Pd-Pt-CM电过滤系统阴极的Pd活性面发生还原反应生成H2 O2 ，部分H2 O2 被电离去质子化生成O2 ·- ；随着电渗析的进行，所生成的H2 O2 在阳极Pt活性面被氧化为O2 ·- ，因此可实现全膜域内O2 ·- 的富集；全膜域在高浓度O2 ·- 条件下发生Haber-Weiss反应和O2 ·- 与HO2 ·重组反应〔式（9）〕生成1 O2 ；由于纳米Pt粒子的（100）晶面在阳极膜区域有利于1 O2 的自旋，故可通过加快吸附在Pt纳米粒子上的1 O2 前体物间的电子转移来促进1 O2 的形成。以磺胺甲
O2 ·- +HO2 ·→ 1 O2 +HOO- （9）
过硫酸盐（PMS/PDS）含过氧键，其在水解、亲核加成及自衰变过程中也会生成O2 ·- 。Cheng CHEN等〔20 〕 合成了双金属PMS催化剂CuCo2 O4 ，CuCo2 O4 一方面可促进PMS水解生成大量的O2 ·- ，O2 ·- 歧化生成1 O2 〔式（6）〕，另一方面也能催化PMS分解和重组后生成1 O2 〔式（10）、式（11）〕，实验表明添加CuCo2 O4 的PMS氧化体系对磺胺二嗪（SMZ）有98%以上的降解率，而CuO/PMS和Co3 O4 /PMS体系对SMZ的降解率分别仅为67%和80%。但该材料在反应中Cu、Co离子有一定的析出，具有潜在重金属污染风险。
3HSO5 - +H2 O→ 3 SO4 2- +2O2 ·- +5H+
HSO5 - +SO5 2- → 4 - +SO4 2- +1 O2 （11）
非金属催化剂也可激活过硫酸盐生成关键中间体O2 ·- 。Xin CHENG等〔21 〕 研究了PDS/碳纳米管（CNTs）降解2，4-二氯苯酚（2，4-DCP）的反应，结果表明，CNTs 可有效地激活PDS降解2，4-DCP，但与大多数所报道的过硫酸盐高级氧化水处理研究所不同的是，PDS/CNTs 体系中唯一的ROS是通过式（12）、式（13）生成的 1 O2 ，·OH或SO4 ·- 对降解无贡献。同时PDS和CNT之间所形成的二环氧乙烷中间体分解后也可生成1 O2 。因此，PDS/CNTs系统在无光条件下便能有效生成1 O2 ，并在中性条件下选择性氧化水中有机物。
O2 ·- +H2 O→ 2 ·+OH- （12）
除上述活性粒子能与O2 ·- 反应生成1 O2 以外，一些锰氧化物材料在催化过程中形成的特殊中间体也能与O2 ·- 反应生成1 O2 。如Shishu ZHU等〔22 〕 用一维二氧化锰（α -和β -MnO2 ）活化PDS来降解苯酚，研究发现除基于SO4 ·- 的AOP（SR-AOP）外，MnO2 /PDS体系中还存在1 O2 氧化系统。体系中MnO2 表面形成的亚稳态锰中间体（Mn4+ -OO-SO3 ）2+ 能与S2 O8 2- 反应生成O2 ·- ，O2 ·- 再被Mn4+ 直接氧化生成1 O2 〔式（14）〕。与氧化锰的其他化学状态α -MnO2 、γ -MnO2 、Mn2 O3 、Mn3 O4 相比，β -MnO2 纳米棒对于PDS有更好的活化效果，β -MnO2 /PDS体系在180 min内表现出最高的苯酚降解率。除此以外，高碘酸盐氧化物/碱体系也被报道了类似的反应过程〔23 〕 。
（Mn4+ -OO-SO3 ）2+ +O2 ·- +OH- →
（Mn3+ -OH）2+ +1.51 O2 +SO4 2- （14）
除上述提到的通过激活含过氧键的物质生成1 O2 外，通过直接还原O2 生成1 O2 的研究近年也受到广泛关注。Jiahui JI等〔24 〕 将超声处理过的CoS2- x 2+ 混合后还原O2 ，构建了可持续释放1 O2 的CoS2- x 2+ -Fenton系统。在CoS2- x 2+ -Fenton系统中，超声处理使得CoS2 表面生成大量缺陷，从而促进Fe3+ /Fe2+ 的循环并将O2 还原为O2 ·- 。借助于暴露在CoS2- x 4+ /Co3+ ，可实现O2 ·- 向1 O2 的定向转化〔式（15）〕。经超声处理1.5 h后的CoS2 /Fe2+ 系统具有持续释放1 O2 的能力，可实现30 d内对有机污染物的持续降解。M. P. RAYAROTH等〔25 〕 将硫化的纳米零价铁与柠檬酸结合，Fe2+ -柠檬酸盐络合物可将O2 还原成O2 ·- ，进而生成1 O2 。氧化形成的Fe3+ -柠檬酸盐络合物还可以和生成的H2 O2 、O2 ·- 继续反应，再度生成Fe2+ -柠檬酸盐络合物，从而维持1 O2 的供应。与H2 O2 等强氧化剂相比，CoS2 、硫化的纳米零价铁更安全、更易于存储和运输。
O2 ·- +Co4+ /Co3+ → 1 O2 +Co2+ （15）
2.2 通过SO5 ·- 生成1 O2
过硫酸盐在被激活的过程中所生成的SO5 ·- 亦可促进1 O2 的生成。
g-C3 N4 和双金属硫化物的复合材料（FeCo2 S4 -CN）能催化PMS生成SO5 ·- ，该系统在降解SMX时，体系中主要ROS即为1 O2 〔26 〕 。除PMS自分解和O2 ·- 重组生成1 O2 外，g-C3 N4 与PMS间的相互作用也可生成1 O2 ，g-C3 N4 上与N相邻的C作电子受体，而PMS可作为电子供体，从而导致PMS的氧化和SO5 ·- 的生成，后者进一步与水反应生成1 O2 〔式（16）〕。FeCo2 S4 与g-C3 N4 间还存在协同作用，g-C3 N4 表面存在一定量的Co（Ⅱ）和Fe（Ⅱ），它们会捕获H2 O并与HSO5 - 反应生成SO4 ·- 与·OH。与其他金属基催化剂，如Co3 S4 -C3 N4 、FeCo2 O4 -C3 N4 、FeCo2 S4 等相比，FeCo2 S4 -C3 N4 催化效果更优，其在15 min内可催化氧化去除91.9%的SMX〔26 〕 。
除g-C3 N4 以外，碳材料中掺杂的石墨N可通过从相邻的C原子中提取电子来诱导高级氧化过程中的非自由基降解途径〔27 〕 。Mengjie PU等〔28 〕 将所合成的Fe@C复合材料在800 ℃下热解得到Fe@C-800，经检测其主要由α -Fe和Fe3 C组成，之后考察了其活化PDS分解SMX的性能，结果表明，Fe@C-800/PDS体系在60 min内对SMX和TOC的去除率均接近100%，机理分析表明，SMX的降解主要源于Fe@C-800表面铁物种（Fe0 、Fe2+ 和Fe3+ ）诱导的自由基和活性复合物（Fe@C|S2 O8 2- ）介导的非自由基协同降解作用，即材料表面Fe0 、Fe2+ 和Fe3+ 等活性位点可充当PDS电子供体，诱导自由基链式反应生成SO4 ·- 、·OH和O2 ·- ，而PDS与材料表面吡啶/石墨N邻位C+ 形成Fe@C|S2 O8 2- 电子传递中间体，可介导1 O2 生成的非自由基反应〔式（17）〕。研究还发现，Fe@C-800在活化PDS过程中难免会有铁活性位点流失（反应180 min时水中溶解态总铁离子质量浓度为4.4~11.7 mg/L），但经800 ℃热处理再生后其催化性能得以恢复，这为制备高效活化PDS的新型MOF衍生多孔碳材料提供了理论指导。
Fe@C|2S2 O8 2- +2H2 O→ → 1 O2 +4H+ +4SO4 2- （17）
与传统基于H2 O2 的Fenton氧化相比，基于SO4 ·- 的高级氧化虽能生成1 O2 ，但系统中的SO4 ·- 同时会将环境中普遍存在的NH4 + 氧化成NO2 ·中间体。NO2 ·和天然有机质反应会生成具有“三致”毒性的硝基副产物〔29 〕 。对此，Longshuai ZHANG等〔30 〕 开发了一种g-C3 N4 负载的单原子铁催化剂（Fe1 /CN），其含有高度均匀的FeN4 活性位点，可吸附PMS末端的O并将其氧化成SO5 ·- ，以100%的选择性高效生成1 O2 〔式（18）、式（19）〕，且在pH为3.4~10.8时均表现出近100%的苯酚降解率。由于仅生成1 O2 ，Fe1 /CN活化PMS体系对阴离子、阳离子和NOM的干扰表现出很强的抵抗力，且该体系具有广泛的 pH（3~11）耐受性和良好的稳定性。
HSO5 - → 5 ·- +H+ +e- （18）
2SO5 ·- → 2 O8 2- /2SO4 2- + 1 O2
2.3 通过·OH生成1 O2
常规Fenton反应中所生成的ROS粒子除·OH之外也有微量的1 O2 〔31 〕 。P. SALGADO等〔32 〕 在研究硫化钼量子点（MoS2 -QDs）对ROS生成的影响时发现，·OH能够增强MoS2 -QDs催化性能，从而在碱性条件下的H2 O2 溶液中生成1 O2 〔式（20）、式（21）〕，但这相对于·OH的生成量来说是微乎其微，对整个氧化体系的贡献可以忽略。因此，由·OH生成1 O2 的途径不是现在水处理方面生成1 O2 的主要途径。
·OH+·OH→ 2 O+1/4（O2 +1 O2 ）（20）
HO2 ·+·OH→ 2 O+1 O2 （21）
3 在催化材料中构造特殊结构生成1 O2
催化材料中构造特殊的结构，如引入氧空位、掺杂金属颗粒及构造限域空间，会促进1 O2 的生成。
3.1 氧空位缺陷
氧空位（OVs）是金属氧化物或者其他含氧化合物晶格里的氧原子/离子脱离而形成的空位，其可调节过渡金属氧化物的电子结构及化学性质，进而提高能量转换效率和电化学性能。氧化物表面的OVs可作为Lewis碱位点，其对亲电分子有很强的亲和力，可加快界面电荷转移，从而促进1 O2 的生成。
双金属氧化物的构建是构造OVs的首选方式。Yang LIU等〔33 〕 研究了硅酸铋铁氧体（S-BFO） Bi25 FeO40 活化PMS降解左旋氟沙星的机理，发现1 O2 为氧化体系主要的活性氧物种，其重要的生成机理之一为S-BFO中Fe3+ O4 基团取代Bi3+ O3 并将Bi3+ 转移到氧空穴，这增加了Bi3+ 与其他3个O之间的距离从而引起晶格膨胀，导致OVs的生成，促进1 O2 的生成。此外，晶格中的O可转化为活性氧（O*）被释放出来，投加PMS后，O*通过式（22）的反应进一步被转化为1 O2 。研究发现，S-BFO/PMS体系降解左旋氟沙星的效率是S-BFO/H2 O2 体系的4.7倍。
O*+HSO5 - → 4 - +1 O2 （22）
OVs不仅可直接促进1 O2 的生成，也可辅助催化PMS生成关键中间体O2 ·- 之后生成1 O2 ，如封装天然伊利石微片可诱导团聚Co3 O4 纳米球生成大量的OVs，从而和HSO5 - 反应生成中间体O2 ·-〔34〕 ，而MnO2 纳米薄片（OD-MnO2- x 5 - 反应生成HSO4 - 和1 O2 〔35 〕 。目前，通过OVs生成1 O2 的方法越来越多，且反应过程中可协同其他生成方式进一步促进1 O2 的生成。
3.2 掺杂金属颗粒
通过各种特殊的手段向催化材料中掺杂金属颗粒，可改善催化材料表面的电子状态和配位环境，从而有效地生成1 O2 。
Xueyue MI等〔36 〕 在氮掺杂碳材料上锚定原子级分散的钴，成功构建了具有CoN2+2 活性位点的钴单原子催化剂Co-SA，用于活化PMS降解环丙沙星。对照通过调节氮掺杂碳材料上Zn、Co物质的量比合成的Co原子不同聚集程度的材料Co纳米颗粒Co-NP和Co纳米团簇Co-NC，发现在Co-NP、Co-NC体系中，·OH和SO4 ·- 是主要的ROS，而在Co-SA体系中，由于Co原子和CoN2+2 配位环境的能垒低，PMS中的电子转移到Co单原子上从而最终形成了1 O2 ，降解实验表明，Co-SA对环丙沙星的降解速率常数分别是Co-NP和Co-NC的10.55倍和6.27倍。在上述氮掺杂碳材料上单独掺杂钴纳米粒子的基础上，Jiao CAO等〔37 -38 〕 加入另一种金属铝，通过原位蚀刻法合成了铝-钴层状双金属氢氧化物催化剂（AlCo-LDH），采用AlCo-LDH活化PMS降解四环素，四环素的去除率在5 min内可达92.3%，比单独掺杂钴纳米粒子的体系高约16.6倍。这是由于AlCo-LDH催化剂中Al离子有助于Co离子将电子转移到PMS，Co2+ /Co3+ 的相互转化会促进Co3+ 与HSO5 - 生成SO5 ·- 的反应，而SO5 ·- 随后转化为SO4 ·- 和1 O2 ，促进四环素的降解。在此基础上为了进一步提高材料的稳定性，ZENG Hanxuan等〔39 〕 通过对AlCo-LDH原位蚀刻，合成了富氧钴氢氧化铝@羟基硫化物（AlCo-LDH@CoS x 1 O2 ，材料的稳定性也被大大提高。这一系列研究拓宽了钴基多相PMS催化剂在环境修复中的应用。
3.3 限域效应
当粒子的尺寸达到纳米量级时，材料就会出现一些特殊的物理现象，被称为纳米限域效应。这是由于反应区域相对封闭的结构导致局部电子云异常分布和分子运动受限，从而对某些催化反应起到了促进作用〔40 〕 。Zhichao YANG等〔41 〕 首次将纳米限域效应用在水处理方面，他们通过将粒径约2 nm的Fe2 O3 纳米颗粒装入内径约为7 nm的CNTs的密闭空间内，制备得到类Fenton催化剂Fe2 O3 @FCNT-H，使得原有的生成·OH的H2 O2 体系转而生成1 O2 。之后以亚甲基蓝（MB）为模型污染物，对照Fe2 O3 纳米粒子分布在CNT外表面的催化剂FCNT-L，考察了其催化降解MB的表现。结果表明，Fe2 O3 /FCNT-L/H2 O2 体系中的主要活性物种为·OH，Fe2 O3 @FCNT-H/H2 O2 体系中主要的ROS是1 O2 ；Fe2 O3 @FCNT-H/H2 O2 体系对MB的降解速率是Fe2 O3 /FCNT-L/H2 O2 体系的22.5倍。与分布在CNT外表面的Fe2 O3 纳米粒子不同，CNT的纳米限制与封闭空间内Fe2 O3 纳米粒子形成强电子相互作用，促进了Fe2 O3 @FCNT-H表面的Fe（Ⅲ）被H2 O2 还原生成O2 ·- 。O2 ·- 氧化形成1 O2 有3种可能途径：（1）O2 ·- 在有利的自旋状态下被Fe（Ⅲ）氧化，该反应受有限空间和CNT独特的电子结构调节；（2）自由基-自由基反应，包括O2 ·- 复合和O2 ·- 与·OH之间的反应；（3）O2 ·- 和H2 O2 之间的反应。Fe2 O3 @FCNT-H/H2 O2 体系使用限域效应去除污染物，是一个全新的单线态氧介导的Fenton反应过程，其催化活性强、pH适应范围广。以限域效应为基础开发出的金属基催化材料在活化PMS降解四环素〔42 〕 、SMX〔43 〕 等污染物时都遵循了以1 O2 氧化为主导的污染物降解过程。目前以限域效应为基础生成1 O2 的研究仍处在探索阶段，研究人员正为寻求产量更高、环境更友好、成本更低的生成1 O2 的方法而努力。
4 单线态氧生成途径的对比总结
对光促进、通过活性中间体以及在催化材料中构造特殊结构这3种单线态氧的生成方式所涉及到的多种生成途径进行对比总结，结果见表1 。
由表1 可知，3种单线态氧的生成方式适用场景各有不同，且均有各自的优缺点。相对于光促进、通过活性中间体这2种单线态氧生成方式，在催化材料中构造特殊结构因操作简单，实验过程易于调控而更具应用潜力，将是未来一段时间的研发重点。
5 结论与展望
1 O2 是一种新兴的ROS，因其可有选择性地降解有机物，故近年来在水处理高级氧化技术研发领域颇受关注。目前1 O2 主要可由光促进、通过活性中间体以及在催化材料中构造特殊结构这3种方式生成。光促进途径中需进一步提高光能利用率，才能进一步提高1 O2 生成效率。由于在高级氧化途径中往往存在多种副反应，故可生成1 O2 的中间体含量不易准确把握，最终影响到1 O2 生成效率。与光促进、通过活性中间体生成1 O2 的途径相比，通过限域催化、构建缺陷结构和掺杂金属颗粒等方式对催化材料结构进行探索以促进1 O2 的生成，因方法简单，实验过程易于调控而更具应用潜力。未来，在1 O2 生成途径研究方面，不仅应立足于提高光能的利用率，更应当加强对催化材料合理结构-性能的探索，从分子界面的反应层面进一步深刻理解1 O2 产生的微观过程，并结合工程实践进行反馈验证。
参考文献
View Option
[1]
CLARIZIA L RUSSO D SOMMA I D et al Homogeneous photo-Fenton processes at near neutral pH：A review
［J］. Applied Catalysis B：Environmental ，2017 ，209 ：358 -371 . doi:10.1016/j.apcatb.2017.03.011
[本文引用: 1]
[2]
朱紫燕 ，王孝文 ，王允东 ，等 Fenton反应中加速FeⅢ还原为FeⅡ的研究进展及展望
［J］. 工业水处理 ，2022 ，42 （2 ）：1 -10 .
[本文引用: 1]
ZHU Ziyan WANG Xiaowen WANG Yundong et al Research progress and prospect of accelerating reduction of Fe Ⅲ to Fe Ⅱ in Fenton reaction
［J］. Industrial Water Treatment ，2022 ，42 （2 ）：1 -10 .
[本文引用: 1]
[3]
CHEN Cuibai FENG Huan DENG Yang Re-evaluation of sulfate radical based-advanced oxidation processes（SR-AOPs） for treatment of raw municipal landfill leachate
［J］. Water Research ，2019 ，153 ：100 -107 . doi:10.1016/j.watres.2019.01.013
[本文引用: 1]
[4]
DARIVA C G COELHO J F J SERRA A C Near infrared light-triggered nanoparticles using singlet oxygen photocleavage for drug delivery systems
［J］. Journal of Controlled Release ，2019 ，294 ：337 -354 . doi:10.1016/j.jconrel.2018.12.042
[本文引用: 1]
[6]
KALAY E KILIÇ H CATIR M et al Generation of singlet oxygen（1 O2 ） from hydrogen peroxide decomposition by in situ generated hypervalent iodoarene reagents
［J］. Pure and Applied Chemistry ，2014 ，86 （6 ）：945 -952 . doi:10.1515/pac-2013-0812
[本文引用: 1]
[8]
PIBIRI I BUSCEMI S PALUMBO PICCIONELLO A et al Photochemically produced singlet oxygen：Applications and perspectives
［J］. ChemPhotoChem ，2018 ，2 （7 ）：535 -547 . doi:10.1002/cptc.201800076
[本文引用: 1]
[9]
DAIMON T NOSAKA Y Formation and behavior of singlet molecular oxygen in TiO2 photocatalysis studied by detection of near-infrared phosphorescence
［J］. The Journal of Physical Chemistry C ，2007 ，111 （11 ）：4420 -4424 . doi:10.1021/jp070028y
[本文引用: 2]
[10]
DOLGOPOLOVA E A RICE A M MARTIN C R et al Photochemistry and photophysics of MOFs：Steps towards MOF-based sensing enhancements
［J］. Chemical Society Reviews ，2018 ，47 （13 ）：4710 -4728 . doi:10.1039/c7cs00861a
[本文引用: 1]
[11]
HUANG Wenguang WANG Xinzhu ZHANG Wentao et al Intraligand charge transfer boosts visible-light-driven generation of singlet oxygen by metal-organic frameworks
［J］. Applied Catalysis B：Environmental ，2020 ，273 ：119087 . doi:10.1016/j.apcatb.2020.119087
[本文引用: 2]
[12]
CHEN Y H WANG Bokai HOU Wenche Graphitic carbon nitride embedded with graphene materials towards photocatalysis of bisphenol A：The role of graphene and mediation of superoxide and singlet oxygen
［J］. Chemosphere ，2021 ，278 ：130334 . doi:10.1016/j.chemosphere.2021.130334
[本文引用: 1]
[13]
BUCHALSKA M LABUZ P BUJAK Ł et al New insight into singlet oxygen generation at surface modified nanocrystalline TiO2 ：The effect of near-infrared irradiation
［J］. Dalton Transactions（Cambridge ，England： 2003 ），2013 ，42 （26 ）：9468 -9475 .
[本文引用: 1]
[14]
ZHANG Wentao HUANG Wenguang JIN Jiyuan et al Oxygen-vacancy-mediated energy transfer for singlet oxygen generation by diketone-anchored MIL-125
［J］. Applied Catalysis B：Environmental ，2021 ，292 ：120197 . doi:10.1016/j.apcatb.2021.120197
[本文引用: 1]
[15]
BAGROV I V KISELEV V M KISLYAKOV I M et al Direct optical excitation of singlet oxygen in organic solvents
［J］. Optics and Spectroscopy ，2014 ，116 （4 ）：567 -574 . doi:10.1134/s0030400x14040043
[本文引用: 1]
[16]
DETTY M R Direct 1 270 nm irradiation as an alternative to photosensitized generation of singlet oxygen to induce cell death
［J］. Photochemistry and Photobiology ，2012 ，88 （1 ）：2 -4 . doi:10.1111/j.1751-1097.2011.01047.x
[本文引用: 1]
[17]
KRASNOVSKY JR A A ROUMBAL Y V IVANOV A V et al Solvent dependence of the steady-state rate of 1 O2 generation upon excitation of dissolved oxygen by CW 1 267 nm laser radiation in air-saturated solutions：Estimates of the absorbance and molar absorption coefficients of oxygen at the excitation wavelength
［J］. Chemical physics letters ，2006 ，430 （4/5/6 ）：260 -264 . doi:10.1016/j.cplett.2006.08.083
[本文引用: 2]
[18]
YI Qiuying JI Jiahui SHEN Bin et al Singlet oxygen triggered by superoxide radicals in a molybdenum cocatalytic Fenton reaction with enhanced REDOX activity in the environment
［J］. Environmental Science & Technology ，2019 ，53 （16 ）：9725 -9733 . doi:10.1021/acs.est.9b01676
[本文引用: 1]
[19]
ZHAO Yumeng SUN Meng WANG Xiaoxiong et al Janus electrocatalytic flow-through membrane enables highly selective singlet oxygen production
［J］. Nature Communications ，2020 ，11 ：6228 . doi:10.1038/s41467-020-20071-w
[本文引用: 1]
[20]
CHEN Cheng LIU Li LI Yuxin et al Insight into heterogeneous catalytic degradation of sulfamethazine by peroxymonosulfate activated with CuCo2 O4 derived from bimetallic oxalate
［J］. Chemical Engineering Journal ，2020 ，384 ：123257 . doi:10.1016/j.cej.2019.123257
[本文引用: 1]
[21]
CHENG Xin GUO Hongguang ZHANG Yongli et al Non-photochemical production of singlet oxygen via activation of persulfate by carbon nanotubes
［J］. Water Research ，2017 ，113 ：80 -88 . doi:10.1016/j.watres.2017.02.016
[本文引用: 1]
[22]
ZHU Shishu LI Xiaojie KANG Jian et al Persulfate activation on crystallographic manganese oxides：Mechanism of singlet oxygen evolution for nonradical selective degradation of aqueous contaminants
［J］. Environmental Science & Technology ，2019 ，53 （1 ）：307 -315 . doi:10.1021/acs.est.8b04669
[本文引用: 1]
[23]
BOKARE A D CHOI W Singlet-oxygen generation in alkaline periodate solution
［J］. Environmental Science & Technology ，2015 ，49 （24 ）：14392 -14400 . doi:10.1021/acs.est.5b04119
[本文引用: 1]
[24]
JI Jiahui YAN Qingyun YIN Pengcheng et al Defects on CoS2- x
［J］. Angewandte Chemie ，2021 ，133 （6 ）：2939 -2944 . doi:10.1002/ange.202013015
[本文引用: 2]
[25]
RAYAROTH M P PRASANTHKUMAR K P KANG Y G et al Degradation of carbamazepine by singlet oxygen from sulfidized nanoscale zero-valent iron-citric acid system
［J］. Chemical Engineering Journal ，2020 ，382 ：122828 . doi:10.1016/j.cej.2019.122828
[本文引用: 1]
[26]
LI Yangju LI Jun PAN Yuting et al Peroxymonosulfate activation on FeCo2 S4 modified g-C3 N4 （FeCo2 S4 -CN）：Mechanism of singlet oxygen evolution for nonradical efficient degradation of sulfamethoxazole
［J］. Chemical Engineering Journal ，2020 ，384 ：123361 . doi:10.1016/j.cej.2019.123361
[本文引用: 2]
[27]
ZHU Ke Qiong BIN SHEN Yaqian et al In-situ formed N-doped bamboo-like carbon nanotubes encapsulated with Fe nanoparticles supported by biochar as highly efficient catalyst for activation of persulfate（PS） toward degradation of organic pollutants
［J］. Chemical Engineering Journal ，2020 ，402 ：126090 . doi:10.1016/j.cej.2020.126090
[本文引用: 1]
[28]
PU Mengjie WAN Jinquan ZHANG Fengzhen et al Insight into degradation mechanism of sulfamethoxazole by metal-organic framework derived novel magnetic Fe@C composite activated persulfate
［J］. Journal of Hazardous Materials ，2021 ，414 ：125598 . doi:10.1016/j.jhazmat.2021.125598
[本文引用: 1]
[29]
YANG Peizeng JI Yuefei LU Junhe Transformation of ammonium to nitrophenolic byproducts by sulfate radical oxidation
［J］. Water Research ，2021 ，202 ：117432 . doi:10.1016/j.watres.2021.117432
[本文引用: 1]
[30]
ZHANG Longshuai JIANG Xunheng ZHONG Ziai et al Carbon nitride supported high-loading Fe single-atom catalyst for activation of peroxymonosulfate to generate 1 O2 with 100% selectivity
［J］. Angewandte Chemie International Edition ，2021 ，60 （40 ）：21751 -21755 . doi:10.1002/anie.202109488
[本文引用: 2]
[31]
DOU Xiangnan ZHANG Qiang SHAH S N A et al MoS2 -quantum dot triggered reactive oxygen species generation and depletion：Responsible for enhanced chemiluminescence
［J］. Chemical Science ，2019 ，10 （2 ）：497 -500 . doi:10.1039/c8sc03511c
[本文引用: 2]
[33]
LIU Yang GUO Hongguang ZHANG Yongli et al Heterogeneous activation of peroxymonosulfate by sillenite Bi25 FeO40 ：Singlet oxygen generation and degradation for aquatic levofloxacin
［J］. Chemical Engineering Journal ，2018 ，343 ：128 -137 . doi:10.1016/j.cej.2018.02.125
[本文引用: 1]
[34]
DONG Xiongbo DUAN Xiaodi SUN Zhiming et al Natural illite-based ultrafine cobalt oxide with abundant oxygen-vacancies for highly efficient Fenton-like catalysis
［J］. Applied Catalysis B：Environmental ，2020 ，261 ：118214 . doi:10.1016/j.apcatb.2019.118214
[本文引用: 1]
[35]
YU Jie ZENG Tao WANG He et al Oxygen-defective MnO2- x
［J］. Chemical Engineering Journal ，2020 ，394 ：124458 . doi:10.1016/j.cej.2020.124458
[本文引用: 1]
[36]
MI Xueyue WANG Pengfei XU Shizhe et al Almost 100% peroxymonosulfate conversion to singlet oxygen on single-atom CoN2+2 sites
［J］. Angewandte Chemie International Edition ，2021 ，60 （9 ）：4588 -4593 . doi:10.1002/anie.202014472
[本文引用: 1]
[37]
罗相萍 ，游少鸿 ，刘崇敏 ，等 LDHs及其复合材料处理重金属废水的研究进展
［J］. 工业水处理 ，2022 ，42 （2 ）：51 -59 .
[本文引用: 1]
LUO Xiangping YOU Shaohong LIU Chongmin et al Research progress on treatment of heavy metal wastewater by layered double hydroxides and their composites
［J］. Industrial Water Treatment ，2022 ，42 （2 ）：51 -59 .
[本文引用: 1]
[38]
CAO Jiao SUN Saiwu LI Xin et al Efficient charge transfer in aluminum-cobalt layered double hydroxide derived from Co-ZIF for enhanced catalytic degradation of tetracycline through peroxymonosulfate activation
［J］. Chemical Engineering Journal ，2020 ，382 ：122802 . doi:10.1016/j.cej.2019.122802
[本文引用: 2]
[39]
ZENG Hanxuan DENG Lin ZHANG Haojie et al Development of oxygen vacancies enriched CoAl hydroxide@hydroxysulfide hollow flowers for peroxymonosulfate activation：A highly efficient singlet oxygen-dominated oxidation process for sulfamethoxazole degradation
［J］. Journal of Hazardous Materials ，2020 ，400 ：123297 . doi:10.1016/j.jhazmat.2020.123297
[本文引用: 1]
[40]
包信和 纳米限域体系的催化特性
［J］. 中国科学（B辑：化学） ，2009 ，39 （10 ）：1125 -1133 .
[本文引用: 1]
BAO Xinhe Catalytic characters of the nano-confined systems
［J］. Science in China（Series B：Chemistry） ，2009 ，39 （10 ）：1125 -1133 .
[本文引用: 1]
[41]
YANG Zhichao QIAN Jieshu YU Anqing et al Singlet oxygen mediated iron-based Fenton-like catalysis under nanoconfinement
［J］. PNAS ，2019 ，116 （14 ）：6659 -6664 . doi:10.1073/pnas.1819382116
[本文引用: 1]
[42]
CAO Jiao YANG Zhaohui XIONG Weiping et al Peroxymonosulfate activation of magnetic Co nanoparticles relative to an N-doped porous carbon under confinement：Boosting stability and performance
［J］. Separation and Purification Technology ，2020 ，250 ：117237 . doi:10.1016/j.seppur.2020.117237
[本文引用: 1]
[43]
ZENG Hanxuan DENG Lin ZHANG Haojie et al Development of oxygen vacancies enriched CoAl hydroxide@hydroxysulfide hollow flowers for peroxymonosulfate activation：A highly efficient singlet oxygen-dominated oxidation process for sulfamethoxazole degradation
［J］. Journal of Hazardous Materials ，2020 ，400 ：123297 . doi:10.1016/j.jhazmat.2020.123297
[本文引用: 1]
Homogeneous photo-Fenton processes at near neutral pH：A review
1
2017
... 活性氧粒子（ROS）的生成是高级氧化技术（AOPs）降解有机污染物的关键.水处理技术中常见的ROS，如羟基自由基（·OH）、硫酸根自由基（SO4 ·- ）和超氧阴离子自由基（O2 ·- ）等，近10 a来已为人所熟知.特别是前2种ROS对几乎所有有机物无差别的氧化能力，彰显了AOPs应用于水处理中所具有的无穷潜力.但实际应用中，O2 ·- 氧化能力弱且自身不稳定，·OH的生成会受到pH的限制〔1 -2 〕 ，且其和SO4 ·- 都易被其他非目标物质（天然水体中的腐殖酸、含氯物质等）所消耗〔3 〕 ，从而影响对目标污染物的矿化程度.而单线态氧（1 O2 ）虽对污染物的降解效率不如·OH和SO4 ·- ，但与·OH和SO4 ·- 相比，其具有更强的抗干扰能力和更优秀的降解选择性，故在现今AOPs的研发中颇受关注. ...
Fenton反应中加速FeⅢ还原为FeⅡ的研究进展及展望
1
2022
... 活性氧粒子（ROS）的生成是高级氧化技术（AOPs）降解有机污染物的关键.水处理技术中常见的ROS，如羟基自由基（·OH）、硫酸根自由基（SO4 ·- ）和超氧阴离子自由基（O2 ·- ）等，近10 a来已为人所熟知.特别是前2种ROS对几乎所有有机物无差别的氧化能力，彰显了AOPs应用于水处理中所具有的无穷潜力.但实际应用中，O2 ·- 氧化能力弱且自身不稳定，·OH的生成会受到pH的限制〔1 -2 〕 ，且其和SO4 ·- 都易被其他非目标物质（天然水体中的腐殖酸、含氯物质等）所消耗〔3 〕 ，从而影响对目标污染物的矿化程度.而单线态氧（1 O2 ）虽对污染物的降解效率不如·OH和SO4 ·- ，但与·OH和SO4 ·- 相比，其具有更强的抗干扰能力和更优秀的降解选择性，故在现今AOPs的研发中颇受关注. ...
Research progress and prospect of accelerating reduction of Fe Ⅲ to Fe Ⅱ in Fenton reaction
1
2022
... 活性氧粒子（ROS）的生成是高级氧化技术（AOPs）降解有机污染物的关键.水处理技术中常见的ROS，如羟基自由基（·OH）、硫酸根自由基（SO4 ·- ）和超氧阴离子自由基（O2 ·- ）等，近10 a来已为人所熟知.特别是前2种ROS对几乎所有有机物无差别的氧化能力，彰显了AOPs应用于水处理中所具有的无穷潜力.但实际应用中，O2 ·- 氧化能力弱且自身不稳定，·OH的生成会受到pH的限制〔1 -2 〕 ，且其和SO4 ·- 都易被其他非目标物质（天然水体中的腐殖酸、含氯物质等）所消耗〔3 〕 ，从而影响对目标污染物的矿化程度.而单线态氧（1 O2 ）虽对污染物的降解效率不如·OH和SO4 ·- ，但与·OH和SO4 ·- 相比，其具有更强的抗干扰能力和更优秀的降解选择性，故在现今AOPs的研发中颇受关注. ...
Re-evaluation of sulfate radical based-advanced oxidation processes（SR-AOPs） for treatment of raw municipal landfill leachate
1
2019
... 活性氧粒子（ROS）的生成是高级氧化技术（AOPs）降解有机污染物的关键.水处理技术中常见的ROS，如羟基自由基（·OH）、硫酸根自由基（SO4 ·- ）和超氧阴离子自由基（O2 ·- ）等，近10 a来已为人所熟知.特别是前2种ROS对几乎所有有机物无差别的氧化能力，彰显了AOPs应用于水处理中所具有的无穷潜力.但实际应用中，O2 ·- 氧化能力弱且自身不稳定，·OH的生成会受到pH的限制〔1 -2 〕 ，且其和SO4 ·- 都易被其他非目标物质（天然水体中的腐殖酸、含氯物质等）所消耗〔3 〕 ，从而影响对目标污染物的矿化程度.而单线态氧（1 O2 ）虽对污染物的降解效率不如·OH和SO4 ·- ，但与·OH和SO4 ·- 相比，其具有更强的抗干扰能力和更优秀的降解选择性，故在现今AOPs的研发中颇受关注. ...
Near infrared light-triggered nanoparticles using singlet oxygen photocleavage for drug delivery systems
1
2019
... 基态O被激发后，原本2个2pπ*轨道中2个自旋平行的电子既可同时占据1个2pπ*轨道，也可分别占据2个2pπ*轨道，2种激发态的自旋多重性可呈现单重态，故激发态氧分子又被称为单线态氧.因1 O2 具有未占据的π*轨道，可在对诸如药物〔4 〕 、不饱和生物分子〔5 〕 和微生物病原体等富电子物质〔6 〕 的降解中表现出比·OH和SO4 ·- 更强的抗环境干扰能力和降解选择性，此外其还具有留存时间更长、pH适应范围更广等优点.笔者分别从光促进、通过活性中间体以及在催化材料中构造特殊结构生成单线态氧这3个角度梳理了现今生成1 O2 的主要途径，以期为今后研究人员围绕该ROS粒子有针对性地研发新型水处理技术提供参考. ...
Using singlet oxygen to synthesize natural products and drugs
1
2016
... 基态O被激发后，原本2个2pπ*轨道中2个自旋平行的电子既可同时占据1个2pπ*轨道，也可分别占据2个2pπ*轨道，2种激发态的自旋多重性可呈现单重态，故激发态氧分子又被称为单线态氧.因1 O2 具有未占据的π*轨道，可在对诸如药物〔4 〕 、不饱和生物分子〔5 〕 和微生物病原体等富电子物质〔6 〕 的降解中表现出比·OH和SO4 ·- 更强的抗环境干扰能力和降解选择性，此外其还具有留存时间更长、pH适应范围更广等优点.笔者分别从光促进、通过活性中间体以及在催化材料中构造特殊结构生成单线态氧这3个角度梳理了现今生成1 O2 的主要途径，以期为今后研究人员围绕该ROS粒子有针对性地研发新型水处理技术提供参考. ...
Generation of singlet oxygen（1 O2 ） from hydrogen peroxide decomposition by in situ generated hypervalent iodoarene reagents
1
2014
... 基态O被激发后，原本2个2pπ*轨道中2个自旋平行的电子既可同时占据1个2pπ*轨道，也可分别占据2个2pπ*轨道，2种激发态的自旋多重性可呈现单重态，故激发态氧分子又被称为单线态氧.因1 O2 具有未占据的π*轨道，可在对诸如药物〔4 〕 、不饱和生物分子〔5 〕 和微生物病原体等富电子物质〔6 〕 的降解中表现出比·OH和SO4 ·- 更强的抗环境干扰能力和降解选择性，此外其还具有留存时间更长、pH适应范围更广等优点.笔者分别从光促进、通过活性中间体以及在催化材料中构造特殊结构生成单线态氧这3个角度梳理了现今生成1 O2 的主要途径，以期为今后研究人员围绕该ROS粒子有针对性地研发新型水处理技术提供参考. ...
Quenching of luminescence by oxygen
1
1939
... 自1938年H. KAUTSKY〔7 〕 首次发现1 O2 以来，研究人员通常认为光促生成1 O2 涉及负责吸收紫外线或可见光的有机敏化剂，其在激发单重态到激发三重态的系间窜越后，将能量由三重态激子转移到基态氧3 O2 〔8 〕 .负责光催化反应的物质是电荷载流子，即自由的光生电子e- 和空穴h+ ，其后续1 O2 的生成反应有2种途径：第1种是以电子转移而生成的·OH、O2 ·- 等活性物质作为中间产物，进而生成1 O2 ，称为Ⅰ型反应；第2种是光能由三重态激子转移到3 O2 后得1 O2 ，称为能量转移型或Ⅱ型反应.在光催化水处理工艺中所采用的诸如TiO2 、金属有机骨架（MOFs）材料和石墨相氮化碳（g-C3 N4 ）等光催化剂在应用中均贯彻了此2种机理. ...
Photochemically produced singlet oxygen：Applications and perspectives
1
2018
... 自1938年H. KAUTSKY〔7 〕 首次发现1 O2 以来，研究人员通常认为光促生成1 O2 涉及负责吸收紫外线或可见光的有机敏化剂，其在激发单重态到激发三重态的系间窜越后，将能量由三重态激子转移到基态氧3 O2 〔8 〕 .负责光催化反应的物质是电荷载流子，即自由的光生电子e- 和空穴h+ ，其后续1 O2 的生成反应有2种途径：第1种是以电子转移而生成的·OH、O2 ·- 等活性物质作为中间产物，进而生成1 O2 ，称为Ⅰ型反应；第2种是光能由三重态激子转移到3 O2 后得1 O2 ，称为能量转移型或Ⅱ型反应.在光催化水处理工艺中所采用的诸如TiO2 、金属有机骨架（MOFs）材料和石墨相氮化碳（g-C3 N4 ）等光催化剂在应用中均贯彻了此2种机理. ...
Formation and behavior of singlet molecular oxygen in TiO2 photocatalysis studied by detection of near-infrared phosphorescence
2
2007
... TiO2 是现今光电催化与水处理等领域研究最深入的催化剂，其可经表面光催化反应将吸附氧转化为1 O2 ，具体反应见式（1）~式（3） ，即单光子激发TiO2 生成h+ 和e- ，随后发生Ⅰ型机制的电子转移生成1 O2 〔9 〕 . ...
... Comparison of singlet oxygen generation pathways
Table 1 生成途径 适用场景 优缺点 参考文献 光促生成1 O2 MOFs基光催化 使用绿色能源光，但需要光敏剂且需要对传统的光敏剂改良才会有更高的1 O2 产率；光能利用率需进一步提高 〔9 〕 通过中间体生成1 O2 通过O2 ·- 生成1 O2 催化PMS、H2 O2 是生成单线态氧的主要方式，但Haber-Weiss反应严重减缓了1 O2 的产率 〔17 〕 通过SO5 ·- 生成1 O2 催化PMS 避免了Haber-Weiss反应速率慢的弊端，但体系中并存的SO4 ·- 会将环境中普遍存在的铵根氧化成具有“三致”毒性的硝基副产物 〔24 〕 通过·OH生成1 O2 酸性Fenton、碱性H2 O2 等 现阶段通过·OH生成1 O2 的量在整个氧化体系里都是微乎其微，·OH一般不是生成单线态氧的主要中间产物 〔30 〕 在催化材料 ...
Photochemistry and photophysics of MOFs：Steps towards MOF-based sensing enhancements
1
2018
... 同样，具有特殊几何配位结构的MOFs材料也能通过光催化生成1 O2 〔10 〕 .据报道，在MOFs材料中引入β -双酮（AA）结构可增强光催化的Ⅰ型反应〔11 〕 .以UiO-66（Zr）-AA辅助光催化降解酸性橙为例，所引入的AA结构通过与有机配体之间的配体内电荷转移和配体与金属簇电荷转移的耦合，加速了光激发生成水合电子这一过程〔11 〕 .水合电子经O2 捕获后所生成的O2 ·- 随后与h+ 复合生成1 O2 . ...
Intraligand charge transfer boosts visible-light-driven generation of singlet oxygen by metal-organic frameworks
2
2020
... 同样，具有特殊几何配位结构的MOFs材料也能通过光催化生成1 O2 〔10 〕 .据报道，在MOFs材料中引入β -双酮（AA）结构可增强光催化的Ⅰ型反应〔11 〕 .以UiO-66（Zr）-AA辅助光催化降解酸性橙为例，所引入的AA结构通过与有机配体之间的配体内电荷转移和配体与金属簇电荷转移的耦合，加速了光激发生成水合电子这一过程〔11 〕 .水合电子经O2 捕获后所生成的O2 ·- 随后与h+ 复合生成1 O2 . ...
... 〔11 〕.水合电子经O2 捕获后所生成的O2 ·- 随后与h+ 复合生成1 O2 . ...
Graphitic carbon nitride embedded with graphene materials towards photocatalysis of bisphenol A：The role of graphene and mediation of superoxide and singlet oxygen
1
2021
... 能发生光催化Ⅰ型机制反应的材料还有g-C3 N4 .这种以三均三嗪作为基本结构单元的聚合材料，因其带隙能仅为2.7~2.8 eV，可由可见光驱动反应.Y. H. CHEN等〔12 〕 报道了一种以g-C3 N4 和石墨烯rGO为原料所制备而得的复合材料，其可通过光催化的Ⅰ型机制降解双酚A（BPA），且光催化反应速率较采用传统g-C3 N4 时提高了3倍，这是因为所嵌入的 rGO与g-C3 N4 紧密接触，大大降低了传统g-C3 N4 光催化剂的电子-空穴对复合率，增加了其表面积、电导率和活性位点，有利于O2 的单电子还原和光催化Ⅰ型机制的形成，但对于该材料本身的稳定性还需进一步探索和加强. ...
New insight into singlet oxygen generation at surface modified nanocrystalline TiO2 ：The effect of near-infrared irradiation
1
2003
... 三重态激子到3 O2 的能量转移也是1 O2 的生成方式之一.M. BUCHALSKA等〔13 〕 提出如式（4） 、式（5） 所示的从激发态的TiO2 到氧的能量转移生成1 O2 这个过程能够与上述Ⅰ型反应并行发生.Wentao ZHANG等〔14 〕 在MIL-125（Ti）上同样锚定AA结构却出现了与前述UiO-66（Zr）-AA完全不同的的1 O2 生成方式.在该光催化体系中，1 O2 的生成主要源于三重态能量转移.AA衍生的氧空位（OVs）是光生e- 和h+ 的捕获位点，e- 和h+ 在其上复合形成单重态激子，该激子经由系间穿越转化为三重态，最后向3 O2 传递能量形成1 O2 .由于感光剂的单重态和O2 基态间的能量转移是自旋禁阻跃迁的，因此1 O2 的生成主要依赖于三重态的能量转移.OVs充当激子的捕获位点，利用电荷载流子的复合生成1 O2 ，这为基于MOF的光催化剂的设计提供了新的思路. ...
Oxygen-vacancy-mediated energy transfer for singlet oxygen generation by diketone-anchored MIL-125
1
2021
... 三重态激子到3 O2 的能量转移也是1 O2 的生成方式之一.M. BUCHALSKA等〔13 〕 提出如式（4） 、式（5） 所示的从激发态的TiO2 到氧的能量转移生成1 O2 这个过程能够与上述Ⅰ型反应并行发生.Wentao ZHANG等〔14 〕 在MIL-125（Ti）上同样锚定AA结构却出现了与前述UiO-66（Zr）-AA完全不同的的1 O2 生成方式.在该光催化体系中，1 O2 的生成主要源于三重态能量转移.AA衍生的氧空位（OVs）是光生e- 和h+ 的捕获位点，e- 和h+ 在其上复合形成单重态激子，该激子经由系间穿越转化为三重态，最后向3 O2 传递能量形成1 O2 .由于感光剂的单重态和O2 基态间的能量转移是自旋禁阻跃迁的，因此1 O2 的生成主要依赖于三重态的能量转移.OVs充当激子的捕获位点，利用电荷载流子的复合生成1 O2 ，这为基于MOF的光催化剂的设计提供了新的思路. ...
Direct optical excitation of singlet oxygen in organic solvents
1
2014
... 研究表明，无敏化剂条件下也能通过该机制生成1 O2 .例如，可见光直接照射CS2 、CCl4 和C6 F14 等卤化溶剂〔15 〕 ，利用重原子效应促进三线态向单线态转变〔16 〕 ，或者经激光照射等方法都可直接生成1 O2 .A. KRASNOVSKY JR等〔17 〕 发现在无敏化剂、高功率1 270 nm激光照射条件下，并四苯和1，3-二苯基苯并呋喃（DPIBF）在常温常压液相中发生光氧化反应，且该光氧化反应发生于3 O2 〔3 ∑g - 〕→ 1 O2 〔1 Δg 〕跃迁后所生成的1 O2 与DPIBF之间. ...
Direct 1 270 nm irradiation as an alternative to photosensitized generation of singlet oxygen to induce cell death
1
2012
... 研究表明，无敏化剂条件下也能通过该机制生成1 O2 .例如，可见光直接照射CS2 、CCl4 和C6 F14 等卤化溶剂〔15 〕 ，利用重原子效应促进三线态向单线态转变〔16 〕 ，或者经激光照射等方法都可直接生成1 O2 .A. KRASNOVSKY JR等〔17 〕 发现在无敏化剂、高功率1 270 nm激光照射条件下，并四苯和1，3-二苯基苯并呋喃（DPIBF）在常温常压液相中发生光氧化反应，且该光氧化反应发生于3 O2 〔3 ∑g - 〕→ 1 O2 〔1 Δg 〕跃迁后所生成的1 O2 与DPIBF之间. ...
Solvent dependence of the steady-state rate of 1 O2 generation upon excitation of dissolved oxygen by CW 1 267 nm laser radiation in air-saturated solutions：Estimates of the absorbance and molar absorption coefficients of oxygen at the excitation wavelength
2
2006
... 研究表明，无敏化剂条件下也能通过该机制生成1 O2 .例如，可见光直接照射CS2 、CCl4 和C6 F14 等卤化溶剂〔15 〕 ，利用重原子效应促进三线态向单线态转变〔16 〕 ，或者经激光照射等方法都可直接生成1 O2 .A. KRASNOVSKY JR等〔17 〕 发现在无敏化剂、高功率1 270 nm激光照射条件下，并四苯和1，3-二苯基苯并呋喃（DPIBF）在常温常压液相中发生光氧化反应，且该光氧化反应发生于3 O2 〔3 ∑g - 〕→ 1 O2 〔1 Δg 〕跃迁后所生成的1 O2 与DPIBF之间. ...
... Comparison of singlet oxygen generation pathways
Table 1 生成途径 适用场景 优缺点 参考文献 光促生成1 O2 MOFs基光催化 使用绿色能源光，但需要光敏剂且需要对传统的光敏剂改良才会有更高的1 O2 产率；光能利用率需进一步提高 〔9 〕 通过中间体生成1 O2 通过O2 ·- 生成1 O2 催化PMS、H2 O2 是生成单线态氧的主要方式，但Haber-Weiss反应严重减缓了1 O2 的产率 〔17 〕 通过SO5 ·- 生成1 O2 催化PMS 避免了Haber-Weiss反应速率慢的弊端，但体系中并存的SO4 ·- 会将环境中普遍存在的铵根氧化成具有“三致”毒性的硝基副产物 〔24 〕 通过·OH生成1 O2 酸性Fenton、碱性H2 O2 等 现阶段通过·OH生成1 O2 的量在整个氧化体系里都是微乎其微，·OH一般不是生成单线态氧的主要中间产物 〔30 〕 在催化材料 ...
Singlet oxygen triggered by superoxide radicals in a molybdenum cocatalytic Fenton reaction with enhanced REDOX activity in the environment
1
2019
... O2 ·- 的产率决定着1 O2 的产率.传统活化H2 O2 的方法生成的O2 ·- 并不多，这就导致通过Haber-Weiss 反应所得的1 O2 的产率很低〔18 〕 .对此，Yumeng ZHAO等〔19 〕 提出了采用Pd-Pt-陶瓷（CM）电过滤系统高效合成1 O2 的机制：Pd-Pt-CM电过滤系统阴极的Pd活性面发生还原反应生成H2 O2 ，部分H2 O2 被电离去质子化生成O2 ·- ；随着电渗析的进行，所生成的H2 O2 在阳极Pt活性面被氧化为O2 ·- ，因此可实现全膜域内O2 ·- 的富集；全膜域在高浓度O2 ·- 条件下发生Haber-Weiss反应和O2 ·- 与HO2 ·重组反应〔式（9） 〕生成1 O2 ；由于纳米Pt粒子的（100）晶面在阳极膜区域有利于1 O2 的自旋，故可通过加快吸附在Pt纳米粒子上的1 O2 前体物间的电子转移来促进1 O2 的形成.以磺胺甲
Janus electrocatalytic flow-through membrane enables highly selective singlet oxygen production
1
2020
... O2 ·- 的产率决定着1 O2 的产率.传统活化H2 O2 的方法生成的O2 ·- 并不多，这就导致通过Haber-Weiss 反应所得的1 O2 的产率很低〔18 〕 .对此，Yumeng ZHAO等〔19 〕 提出了采用Pd-Pt-陶瓷（CM）电过滤系统高效合成1 O2 的机制：Pd-Pt-CM电过滤系统阴极的Pd活性面发生还原反应生成H2 O2 ，部分H2 O2 被电离去质子化生成O2 ·- ；随着电渗析的进行，所生成的H2 O2 在阳极Pt活性面被氧化为O2 ·- ，因此可实现全膜域内O2 ·- 的富集；全膜域在高浓度O2 ·- 条件下发生Haber-Weiss反应和O2 ·- 与HO2 ·重组反应〔式（9） 〕生成1 O2 ；由于纳米Pt粒子的（100）晶面在阳极膜区域有利于1 O2 的自旋，故可通过加快吸附在Pt纳米粒子上的1 O2 前体物间的电子转移来促进1 O2 的形成.以磺胺甲
Insight into heterogeneous catalytic degradation of sulfamethazine by peroxymonosulfate activated with CuCo2 O4 derived from bimetallic oxalate
1
2020
... 过硫酸盐（PMS/PDS）含过氧键，其在水解、亲核加成及自衰变过程中也会生成O2 ·- .Cheng CHEN等〔20 〕 合成了双金属PMS催化剂CuCo2 O4 ，CuCo2 O4 一方面可促进PMS水解生成大量的O2 ·- ，O2 ·- 歧化生成1 O2 〔式（6） 〕，另一方面也能催化PMS分解和重组后生成1 O2 〔式（10）、式（11） 〕，实验表明添加CuCo2 O4 的PMS氧化体系对磺胺二嗪（SMZ）有98%以上的降解率，而CuO/PMS和Co3 O4 /PMS体系对SMZ的降解率分别仅为67%和80%.但该材料在反应中Cu、Co离子有一定的析出，具有潜在重金属污染风险. ...
Non-photochemical production of singlet oxygen via activation of persulfate by carbon nanotubes
1
2017
... 非金属催化剂也可激活过硫酸盐生成关键中间体O2 ·- .Xin CHENG等〔21 〕 研究了PDS/碳纳米管（CNTs）降解2，4-二氯苯酚（2，4-DCP）的反应，结果表明，CNTs 可有效地激活PDS降解2，4-DCP，但与大多数所报道的过硫酸盐高级氧化水处理研究所不同的是，PDS/CNTs 体系中唯一的ROS是通过式（12） 、式（13）生成的 1 O2 ，·OH或SO4 ·- 对降解无贡献.同时PDS和CNT之间所形成的二环氧乙烷中间体分解后也可生成1 O2 .因此，PDS/CNTs系统在无光条件下便能有效生成1 O2 ，并在中性条件下选择性氧化水中有机物. ...
Persulfate activation on crystallographic manganese oxides：Mechanism of singlet oxygen evolution for nonradical selective degradation of aqueous contaminants
1
2019
... 除上述活性粒子能与O2 ·- 反应生成1 O2 以外，一些锰氧化物材料在催化过程中形成的特殊中间体也能与O2 ·- 反应生成1 O2 .如Shishu ZHU等〔22 〕 用一维二氧化锰（α -和β -MnO2 ）活化PDS来降解苯酚，研究发现除基于SO4 ·- 的AOP（SR-AOP）外，MnO2 /PDS体系中还存在1 O2 氧化系统.体系中MnO2 表面形成的亚稳态锰中间体（Mn4+ -OO-SO3 ）2+ 能与S2 O8 2- 反应生成O2 ·- ，O2 ·- 再被Mn4+ 直接氧化生成1 O2 〔式（14） 〕.与氧化锰的其他化学状态α -MnO2 、γ -MnO2 、Mn2 O3 、Mn3 O4 相比，β -MnO2 纳米棒对于PDS有更好的活化效果，β -MnO2 /PDS体系在180 min内表现出最高的苯酚降解率.除此以外，高碘酸盐氧化物/碱体系也被报道了类似的反应过程〔23 〕 . ...
Singlet-oxygen generation in alkaline periodate solution
1
2015
... 除上述活性粒子能与O2 ·- 反应生成1 O2 以外，一些锰氧化物材料在催化过程中形成的特殊中间体也能与O2 ·- 反应生成1 O2 .如Shishu ZHU等〔22 〕 用一维二氧化锰（α -和β -MnO2 ）活化PDS来降解苯酚，研究发现除基于SO4 ·- 的AOP（SR-AOP）外，MnO2 /PDS体系中还存在1 O2 氧化系统.体系中MnO2 表面形成的亚稳态锰中间体（Mn4+ -OO-SO3 ）2+ 能与S2 O8 2- 反应生成O2 ·- ，O2 ·- 再被Mn4+ 直接氧化生成1 O2 〔式（14） 〕.与氧化锰的其他化学状态α -MnO2 、γ -MnO2 、Mn2 O3 、Mn3 O4 相比，β -MnO2 纳米棒对于PDS有更好的活化效果，β -MnO2 /PDS体系在180 min内表现出最高的苯酚降解率.除此以外，高碘酸盐氧化物/碱体系也被报道了类似的反应过程〔23 〕 . ...
Defects on CoS2- x
2
2021
... 除上述提到的通过激活含过氧键的物质生成1 O2 外，通过直接还原O2 生成1 O2 的研究近年也受到广泛关注.Jiahui JI等〔24 〕 将超声处理过的CoS2- x 2+ 混合后还原O2 ，构建了可持续释放1 O2 的CoS2- x 2+ -Fenton系统.在CoS2- x 2+ -Fenton系统中，超声处理使得CoS2 表面生成大量缺陷，从而促进Fe3+ /Fe2+ 的循环并将O2 还原为O2 ·- .借助于暴露在CoS2- x 4+ /Co3+ ，可实现O2 ·- 向1 O2 的定向转化〔式（15） 〕.经超声处理1.5 h后的CoS2 /Fe2+ 系统具有持续释放1 O2 的能力，可实现30 d内对有机污染物的持续降解.M. P. RAYAROTH等〔25 〕 将硫化的纳米零价铁与柠檬酸结合，Fe2+ -柠檬酸盐络合物可将O2 还原成O2 ·- ，进而生成1 O2 .氧化形成的Fe3+ -柠檬酸盐络合物还可以和生成的H2 O2 、O2 ·- 继续反应，再度生成Fe2+ -柠檬酸盐络合物，从而维持1 O2 的供应.与H2 O2 等强氧化剂相比，CoS2 、硫化的纳米零价铁更安全、更易于存储和运输. ...
... Comparison of singlet oxygen generation pathways
Table 1 生成途径 适用场景 优缺点 参考文献 光促生成1 O2 MOFs基光催化 使用绿色能源光，但需要光敏剂且需要对传统的光敏剂改良才会有更高的1 O2 产率；光能利用率需进一步提高 〔9 〕 通过中间体生成1 O2 通过O2 ·- 生成1 O2 催化PMS、H2 O2 是生成单线态氧的主要方式，但Haber-Weiss反应严重减缓了1 O2 的产率 〔17 〕 通过SO5 ·- 生成1 O2 催化PMS 避免了Haber-Weiss反应速率慢的弊端，但体系中并存的SO4 ·- 会将环境中普遍存在的铵根氧化成具有“三致”毒性的硝基副产物 〔24 〕 通过·OH生成1 O2 酸性Fenton、碱性H2 O2 等 现阶段通过·OH生成1 O2 的量在整个氧化体系里都是微乎其微，·OH一般不是生成单线态氧的主要中间产物 〔30 〕 在催化材料 ...
Degradation of carbamazepine by singlet oxygen from sulfidized nanoscale zero-valent iron-citric acid system
1
2020
... 除上述提到的通过激活含过氧键的物质生成1 O2 外，通过直接还原O2 生成1 O2 的研究近年也受到广泛关注.Jiahui JI等〔24 〕 将超声处理过的CoS2- x 2+ 混合后还原O2 ，构建了可持续释放1 O2 的CoS2- x 2+ -Fenton系统.在CoS2- x 2+ -Fenton系统中，超声处理使得CoS2 表面生成大量缺陷，从而促进Fe3+ /Fe2+ 的循环并将O2 还原为O2 ·- .借助于暴露在CoS2- x 4+ /Co3+ ，可实现O2 ·- 向1 O2 的定向转化〔式（15） 〕.经超声处理1.5 h后的CoS2 /Fe2+ 系统具有持续释放1 O2 的能力，可实现30 d内对有机污染物的持续降解.M. P. RAYAROTH等〔25 〕 将硫化的纳米零价铁与柠檬酸结合，Fe2+ -柠檬酸盐络合物可将O2 还原成O2 ·- ，进而生成1 O2 .氧化形成的Fe3+ -柠檬酸盐络合物还可以和生成的H2 O2 、O2 ·- 继续反应，再度生成Fe2+ -柠檬酸盐络合物，从而维持1 O2 的供应.与H2 O2 等强氧化剂相比，CoS2 、硫化的纳米零价铁更安全、更易于存储和运输. ...
Peroxymonosulfate activation on FeCo2 S4 modified g-C3 N4 （FeCo2 S4 -CN）：Mechanism of singlet oxygen evolution for nonradical efficient degradation of sulfamethoxazole
2
2020
... g-C3 N4 和双金属硫化物的复合材料（FeCo2 S4 -CN）能催化PMS生成SO5 ·- ，该系统在降解SMX时，体系中主要ROS即为1 O2 〔26 〕 .除PMS自分解和O2 ·- 重组生成1 O2 外，g-C3 N4 与PMS间的相互作用也可生成1 O2 ，g-C3 N4 上与N相邻的C作电子受体，而PMS可作为电子供体，从而导致PMS的氧化和SO5 ·- 的生成，后者进一步与水反应生成1 O2 〔式（16）〕.FeCo2 S4 与g-C3 N4 间还存在协同作用，g-C3 N4 表面存在一定量的Co（Ⅱ）和Fe（Ⅱ），它们会捕获H2 O并与HSO5 - 反应生成SO4 ·- 与·OH.与其他金属基催化剂，如Co3 S4 -C3 N4 、FeCo2 O4 -C3 N4 、FeCo2 S4 等相比，FeCo2 S4 -C3 N4 催化效果更优，其在15 min内可催化氧化去除91.9%的SMX〔26 〕 . ...
... 〔26 〕. ...
In-situ formed N-doped bamboo-like carbon nanotubes encapsulated with Fe nanoparticles supported by biochar as highly efficient catalyst for activation of persulfate（PS） toward degradation of organic pollutants
1
2020
... 除g-C3 N4 以外，碳材料中掺杂的石墨N可通过从相邻的C原子中提取电子来诱导高级氧化过程中的非自由基降解途径〔27 〕 .Mengjie PU等〔28 〕 将所合成的Fe@C复合材料在800 ℃下热解得到Fe@C-800，经检测其主要由α -Fe和Fe3 C组成，之后考察了其活化PDS分解SMX的性能，结果表明，Fe@C-800/PDS体系在60 min内对SMX和TOC的去除率均接近100%，机理分析表明，SMX的降解主要源于Fe@C-800表面铁物种（Fe0 、Fe2+ 和Fe3+ ）诱导的自由基和活性复合物（Fe@C|S2 O8 2- ）介导的非自由基协同降解作用，即材料表面Fe0 、Fe2+ 和Fe3+ 等活性位点可充当PDS电子供体，诱导自由基链式反应生成SO4 ·- 、·OH和O2 ·- ，而PDS与材料表面吡啶/石墨N邻位C+ 形成Fe@C|S2 O8 2- 电子传递中间体，可介导1 O2 生成的非自由基反应〔式（17） 〕.研究还发现，Fe@C-800在活化PDS过程中难免会有铁活性位点流失（反应180 min时水中溶解态总铁离子质量浓度为4.4~11.7 mg/L），但经800 ℃热处理再生后其催化性能得以恢复，这为制备高效活化PDS的新型MOF衍生多孔碳材料提供了理论指导. ...
Insight into degradation mechanism of sulfamethoxazole by metal-organic framework derived novel magnetic Fe@C composite activated persulfate
1
2021
... 除g-C3 N4 以外，碳材料中掺杂的石墨N可通过从相邻的C原子中提取电子来诱导高级氧化过程中的非自由基降解途径〔27 〕 .Mengjie PU等〔28 〕 将所合成的Fe@C复合材料在800 ℃下热解得到Fe@C-800，经检测其主要由α -Fe和Fe3 C组成，之后考察了其活化PDS分解SMX的性能，结果表明，Fe@C-800/PDS体系在60 min内对SMX和TOC的去除率均接近100%，机理分析表明，SMX的降解主要源于Fe@C-800表面铁物种（Fe0 、Fe2+ 和Fe3+ ）诱导的自由基和活性复合物（Fe@C|S2 O8 2- ）介导的非自由基协同降解作用，即材料表面Fe0 、Fe2+ 和Fe3+ 等活性位点可充当PDS电子供体，诱导自由基链式反应生成SO4 ·- 、·OH和O2 ·- ，而PDS与材料表面吡啶/石墨N邻位C+ 形成Fe@C|S2 O8 2- 电子传递中间体，可介导1 O2 生成的非自由基反应〔式（17） 〕.研究还发现，Fe@C-800在活化PDS过程中难免会有铁活性位点流失（反应180 min时水中溶解态总铁离子质量浓度为4.4~11.7 mg/L），但经800 ℃热处理再生后其催化性能得以恢复，这为制备高效活化PDS的新型MOF衍生多孔碳材料提供了理论指导. ...
Transformation of ammonium to nitrophenolic byproducts by sulfate radical oxidation
1
2021
... 与传统基于H2 O2 的Fenton氧化相比，基于SO4 ·- 的高级氧化虽能生成1 O2 ，但系统中的SO4 ·- 同时会将环境中普遍存在的NH4 + 氧化成NO2 ·中间体.NO2 ·和天然有机质反应会生成具有“三致”毒性的硝基副产物〔29 〕 .对此，Longshuai ZHANG等〔30 〕 开发了一种g-C3 N4 负载的单原子铁催化剂（Fe1 /CN），其含有高度均匀的FeN4 活性位点，可吸附PMS末端的O并将其氧化成SO5 ·- ，以100%的选择性高效生成1 O2 〔式（18） 、式（19）〕，且在pH为3.4~10.8时均表现出近100%的苯酚降解率.由于仅生成1 O2 ，Fe1 /CN活化PMS体系对阴离子、阳离子和NOM的干扰表现出很强的抵抗力，且该体系具有广泛的 pH（3~11）耐受性和良好的稳定性. ...
Carbon nitride supported high-loading Fe single-atom catalyst for activation of peroxymonosulfate to generate 1 O2 with 100% selectivity
2
2021
... 与传统基于H2 O2 的Fenton氧化相比，基于SO4 ·- 的高级氧化虽能生成1 O2 ，但系统中的SO4 ·- 同时会将环境中普遍存在的NH4 + 氧化成NO2 ·中间体.NO2 ·和天然有机质反应会生成具有“三致”毒性的硝基副产物〔29 〕 .对此，Longshuai ZHANG等〔30 〕 开发了一种g-C3 N4 负载的单原子铁催化剂（Fe1 /CN），其含有高度均匀的FeN4 活性位点，可吸附PMS末端的O并将其氧化成SO5 ·- ，以100%的选择性高效生成1 O2 〔式（18） 、式（19）〕，且在pH为3.4~10.8时均表现出近100%的苯酚降解率.由于仅生成1 O2 ，Fe1 /CN活化PMS体系对阴离子、阳离子和NOM的干扰表现出很强的抵抗力，且该体系具有广泛的 pH（3~11）耐受性和良好的稳定性. ...
... Comparison of singlet oxygen generation pathways
Table 1 生成途径 适用场景 优缺点 参考文献 光促生成1 O2 MOFs基光催化 使用绿色能源光，但需要光敏剂且需要对传统的光敏剂改良才会有更高的1 O2 产率；光能利用率需进一步提高 〔9 〕 通过中间体生成1 O2 通过O2 ·- 生成1 O2 催化PMS、H2 O2 是生成单线态氧的主要方式，但Haber-Weiss反应严重减缓了1 O2 的产率 〔17 〕 通过SO5 ·- 生成1 O2 催化PMS 避免了Haber-Weiss反应速率慢的弊端，但体系中并存的SO4 ·- 会将环境中普遍存在的铵根氧化成具有“三致”毒性的硝基副产物 〔24 〕 通过·OH生成1 O2 酸性Fenton、碱性H2 O2 等 现阶段通过·OH生成1 O2 的量在整个氧化体系里都是微乎其微，·OH一般不是生成单线态氧的主要中间产物 〔30 〕 在催化材料 ...
MoS2 -quantum dot triggered reactive oxygen species generation and depletion：Responsible for enhanced chemiluminescence
2
2019
... 常规Fenton反应中所生成的ROS粒子除·OH之外也有微量的1 O2 〔31 〕 .P. SALGADO等〔32 〕 在研究硫化钼量子点（MoS2 -QDs）对ROS生成的影响时发现，·OH能够增强MoS2 -QDs催化性能，从而在碱性条件下的H2 O2 溶液中生成1 O2 〔式（20） 、式（21） 〕，但这相对于·OH的生成量来说是微乎其微，对整个氧化体系的贡献可以忽略.因此，由·OH生成1 O2 的途径不是现在水处理方面生成1 O2 的主要途径. ...
... 中构造特殊结构生成1 O2
氧空位缺陷 部分可构造氧空位的催化材料 氧空位独特的电子结构不仅可以直接生成1 O2 ，而且可以加速电子传导从而生成更多的1 O2 ，但需要刻意构造氧空位，且构造氧空位需要特定的材料 〔31 〕 掺杂金属颗粒 部分有孔径或有层状结构的材料 一般掺杂金属颗粒更加简便，选择性更广，但一些金属的成本略贵（如Pd、Co等）、回用率不高 〔34 〕 限域效应 部分有孔径或有层状结构的材料 限域效应对催化剂要求不高（一般用Fe基），无需输入能量，回用率高，但能够通过限域效应直接生成1 O2 的研究还在进一步探索 〔38 〕
由表1 可知，3种单线态氧的生成方式适用场景各有不同，且均有各自的优缺点.相对于光促进、通过活性中间体这2种单线态氧生成方式，在催化材料中构造特殊结构因操作简单，实验过程易于调控而更具应用潜力，将是未来一段时间的研发重点. ...
Fenton reaction driven by iron ligands
1
2013
... 常规Fenton反应中所生成的ROS粒子除·OH之外也有微量的1 O2 〔31 〕 .P. SALGADO等〔32 〕 在研究硫化钼量子点（MoS2 -QDs）对ROS生成的影响时发现，·OH能够增强MoS2 -QDs催化性能，从而在碱性条件下的H2 O2 溶液中生成1 O2 〔式（20） 、式（21） 〕，但这相对于·OH的生成量来说是微乎其微，对整个氧化体系的贡献可以忽略.因此，由·OH生成1 O2 的途径不是现在水处理方面生成1 O2 的主要途径. ...
Heterogeneous activation of peroxymonosulfate by sillenite Bi25 FeO40 ：Singlet oxygen generation and degradation for aquatic levofloxacin
1
2018
... 双金属氧化物的构建是构造OVs的首选方式.Yang LIU等〔33 〕 研究了硅酸铋铁氧体（S-BFO） Bi25 FeO40 活化PMS降解左旋氟沙星的机理，发现1 O2 为氧化体系主要的活性氧物种，其重要的生成机理之一为S-BFO中Fe3+ O4 基团取代Bi3+ O3 并将Bi3+ 转移到氧空穴，这增加了Bi3+ 与其他3个O之间的距离从而引起晶格膨胀，导致OVs的生成，促进1 O2 的生成.此外，晶格中的O可转化为活性氧（O*）被释放出来，投加PMS后，O*通过式（22） 的反应进一步被转化为1 O2 .研究发现，S-BFO/PMS体系降解左旋氟沙星的效率是S-BFO/H2 O2 体系的4.7倍. ...
Natural illite-based ultrafine cobalt oxide with abundant oxygen-vacancies for highly efficient Fenton-like catalysis
1
2020
氧空位缺陷 部分可构造氧空位的催化材料 氧空位独特的电子结构不仅可以直接生成1 O2 ，而且可以加速电子传导从而生成更多的1 O2 ，但需要刻意构造氧空位，且构造氧空位需要特定的材料 〔31 〕 掺杂金属颗粒 部分有孔径或有层状结构的材料 一般掺杂金属颗粒更加简便，选择性更广，但一些金属的成本略贵（如Pd、Co等）、回用率不高 〔34 〕 限域效应 部分有孔径或有层状结构的材料 限域效应对催化剂要求不高（一般用Fe基），无需输入能量，回用率高，但能够通过限域效应直接生成1 O2 的研究还在进一步探索 〔38 〕
由表1 可知，3种单线态氧的生成方式适用场景各有不同，且均有各自的优缺点.相对于光促进、通过活性中间体这2种单线态氧生成方式，在催化材料中构造特殊结构因操作简单，实验过程易于调控而更具应用潜力，将是未来一段时间的研发重点. ...
Oxygen-defective MnO2- x
1
2020
... OVs不仅可直接促进1 O2 的生成，也可辅助催化PMS生成关键中间体O2 ·- 之后生成1 O2 ，如封装天然伊利石微片可诱导团聚Co3 O4 纳米球生成大量的OVs，从而和HSO5 - 反应生成中间体O2 ·-〔34〕 ，而MnO2 纳米薄片（OD-MnO2- x 5 - 反应生成HSO4 - 和1 O2 〔35 〕 .目前，通过OVs生成1 O2 的方法越来越多，且反应过程中可协同其他生成方式进一步促进1 O2 的生成. ...
Almost 100% peroxymonosulfate conversion to singlet oxygen on single-atom CoN2+2 sites
1
2021
... Xueyue MI等〔36 〕 在氮掺杂碳材料上锚定原子级分散的钴，成功构建了具有CoN2+2 活性位点的钴单原子催化剂Co-SA，用于活化PMS降解环丙沙星.对照通过调节氮掺杂碳材料上Zn、Co物质的量比合成的Co原子不同聚集程度的材料Co纳米颗粒Co-NP和Co纳米团簇Co-NC，发现在Co-NP、Co-NC体系中，·OH和SO4 ·- 是主要的ROS，而在Co-SA体系中，由于Co原子和CoN2+2 配位环境的能垒低，PMS中的电子转移到Co单原子上从而最终形成了1 O2 ，降解实验表明，Co-SA对环丙沙星的降解速率常数分别是Co-NP和Co-NC的10.55倍和6.27倍.在上述氮掺杂碳材料上单独掺杂钴纳米粒子的基础上，Jiao CAO等〔37 -38 〕 加入另一种金属铝，通过原位蚀刻法合成了铝-钴层状双金属氢氧化物催化剂（AlCo-LDH），采用AlCo-LDH活化PMS降解四环素，四环素的去除率在5 min内可达92.3%，比单独掺杂钴纳米粒子的体系高约16.6倍.这是由于AlCo-LDH催化剂中Al离子有助于Co离子将电子转移到PMS，Co2+ /Co3+ 的相互转化会促进Co3+ 与HSO5 - 生成SO5 ·- 的反应，而SO5 ·- 随后转化为SO4 ·- 和1 O2 ，促进四环素的降解.在此基础上为了进一步提高材料的稳定性，ZENG Hanxuan等〔39 〕 通过对AlCo-LDH原位蚀刻，合成了富氧钴氢氧化铝@羟基硫化物（AlCo-LDH@CoS x 1 O2 ，材料的稳定性也被大大提高.这一系列研究拓宽了钴基多相PMS催化剂在环境修复中的应用. ...
LDHs及其复合材料处理重金属废水的研究进展
1
2022
... Xueyue MI等〔36 〕 在氮掺杂碳材料上锚定原子级分散的钴，成功构建了具有CoN2+2 活性位点的钴单原子催化剂Co-SA，用于活化PMS降解环丙沙星.对照通过调节氮掺杂碳材料上Zn、Co物质的量比合成的Co原子不同聚集程度的材料Co纳米颗粒Co-NP和Co纳米团簇Co-NC，发现在Co-NP、Co-NC体系中，·OH和SO4 ·- 是主要的ROS，而在Co-SA体系中，由于Co原子和CoN2+2 配位环境的能垒低，PMS中的电子转移到Co单原子上从而最终形成了1 O2 ，降解实验表明，Co-SA对环丙沙星的降解速率常数分别是Co-NP和Co-NC的10.55倍和6.27倍.在上述氮掺杂碳材料上单独掺杂钴纳米粒子的基础上，Jiao CAO等〔37 -38 〕 加入另一种金属铝，通过原位蚀刻法合成了铝-钴层状双金属氢氧化物催化剂（AlCo-LDH），采用AlCo-LDH活化PMS降解四环素，四环素的去除率在5 min内可达92.3%，比单独掺杂钴纳米粒子的体系高约16.6倍.这是由于AlCo-LDH催化剂中Al离子有助于Co离子将电子转移到PMS，Co2+ /Co3+ 的相互转化会促进Co3+ 与HSO5 - 生成SO5 ·- 的反应，而SO5 ·- 随后转化为SO4 ·- 和1 O2 ，促进四环素的降解.在此基础上为了进一步提高材料的稳定性，ZENG Hanxuan等〔39 〕 通过对AlCo-LDH原位蚀刻，合成了富氧钴氢氧化铝@羟基硫化物（AlCo-LDH@CoS x 1 O2 ，材料的稳定性也被大大提高.这一系列研究拓宽了钴基多相PMS催化剂在环境修复中的应用. ...
Research progress on treatment of heavy metal wastewater by layered double hydroxides and their composites
1
2022
... Xueyue MI等〔36 〕 在氮掺杂碳材料上锚定原子级分散的钴，成功构建了具有CoN2+2 活性位点的钴单原子催化剂Co-SA，用于活化PMS降解环丙沙星.对照通过调节氮掺杂碳材料上Zn、Co物质的量比合成的Co原子不同聚集程度的材料Co纳米颗粒Co-NP和Co纳米团簇Co-NC，发现在Co-NP、Co-NC体系中，·OH和SO4 ·- 是主要的ROS，而在Co-SA体系中，由于Co原子和CoN2+2 配位环境的能垒低，PMS中的电子转移到Co单原子上从而最终形成了1 O2 ，降解实验表明，Co-SA对环丙沙星的降解速率常数分别是Co-NP和Co-NC的10.55倍和6.27倍.在上述氮掺杂碳材料上单独掺杂钴纳米粒子的基础上，Jiao CAO等〔37 -38 〕 加入另一种金属铝，通过原位蚀刻法合成了铝-钴层状双金属氢氧化物催化剂（AlCo-LDH），采用AlCo-LDH活化PMS降解四环素，四环素的去除率在5 min内可达92.3%，比单独掺杂钴纳米粒子的体系高约16.6倍.这是由于AlCo-LDH催化剂中Al离子有助于Co离子将电子转移到PMS，Co2+ /Co3+ 的相互转化会促进Co3+ 与HSO5 - 生成SO5 ·- 的反应，而SO5 ·- 随后转化为SO4 ·- 和1 O2 ，促进四环素的降解.在此基础上为了进一步提高材料的稳定性，ZENG Hanxuan等〔39 〕 通过对AlCo-LDH原位蚀刻，合成了富氧钴氢氧化铝@羟基硫化物（AlCo-LDH@CoS x 1 O2 ，材料的稳定性也被大大提高.这一系列研究拓宽了钴基多相PMS催化剂在环境修复中的应用. ...
Efficient charge transfer in aluminum-cobalt layered double hydroxide derived from Co-ZIF for enhanced catalytic degradation of tetracycline through peroxymonosulfate activation
2
2020
... Xueyue MI等〔36 〕 在氮掺杂碳材料上锚定原子级分散的钴，成功构建了具有CoN2+2 活性位点的钴单原子催化剂Co-SA，用于活化PMS降解环丙沙星.对照通过调节氮掺杂碳材料上Zn、Co物质的量比合成的Co原子不同聚集程度的材料Co纳米颗粒Co-NP和Co纳米团簇Co-NC，发现在Co-NP、Co-NC体系中，·OH和SO4 ·- 是主要的ROS，而在Co-SA体系中，由于Co原子和CoN2+2 配位环境的能垒低，PMS中的电子转移到Co单原子上从而最终形成了1 O2 ，降解实验表明，Co-SA对环丙沙星的降解速率常数分别是Co-NP和Co-NC的10.55倍和6.27倍.在上述氮掺杂碳材料上单独掺杂钴纳米粒子的基础上，Jiao CAO等〔37 -38 〕 加入另一种金属铝，通过原位蚀刻法合成了铝-钴层状双金属氢氧化物催化剂（AlCo-LDH），采用AlCo-LDH活化PMS降解四环素，四环素的去除率在5 min内可达92.3%，比单独掺杂钴纳米粒子的体系高约16.6倍.这是由于AlCo-LDH催化剂中Al离子有助于Co离子将电子转移到PMS，Co2+ /Co3+ 的相互转化会促进Co3+ 与HSO5 - 生成SO5 ·- 的反应，而SO5 ·- 随后转化为SO4 ·- 和1 O2 ，促进四环素的降解.在此基础上为了进一步提高材料的稳定性，ZENG Hanxuan等〔39 〕 通过对AlCo-LDH原位蚀刻，合成了富氧钴氢氧化铝@羟基硫化物（AlCo-LDH@CoS x 1 O2 ，材料的稳定性也被大大提高.这一系列研究拓宽了钴基多相PMS催化剂在环境修复中的应用. ...
... 中构造特殊结构生成1 O2
氧空位缺陷 部分可构造氧空位的催化材料 氧空位独特的电子结构不仅可以直接生成1 O2 ，而且可以加速电子传导从而生成更多的1 O2 ，但需要刻意构造氧空位，且构造氧空位需要特定的材料 〔31 〕 掺杂金属颗粒 部分有孔径或有层状结构的材料 一般掺杂金属颗粒更加简便，选择性更广，但一些金属的成本略贵（如Pd、Co等）、回用率不高 〔34 〕 限域效应 部分有孔径或有层状结构的材料 限域效应对催化剂要求不高（一般用Fe基），无需输入能量，回用率高，但能够通过限域效应直接生成1 O2 的研究还在进一步探索 〔38 〕
由表1 可知，3种单线态氧的生成方式适用场景各有不同，且均有各自的优缺点.相对于光促进、通过活性中间体这2种单线态氧生成方式，在催化材料中构造特殊结构因操作简单，实验过程易于调控而更具应用潜力，将是未来一段时间的研发重点. ...
Development of oxygen vacancies enriched CoAl hydroxide@hydroxysulfide hollow flowers for peroxymonosulfate activation：A highly efficient singlet oxygen-dominated oxidation process for sulfamethoxazole degradation
1
2020
... Xueyue MI等〔36 〕 在氮掺杂碳材料上锚定原子级分散的钴，成功构建了具有CoN2+2 活性位点的钴单原子催化剂Co-SA，用于活化PMS降解环丙沙星.对照通过调节氮掺杂碳材料上Zn、Co物质的量比合成的Co原子不同聚集程度的材料Co纳米颗粒Co-NP和Co纳米团簇Co-NC，发现在Co-NP、Co-NC体系中，·OH和SO4 ·- 是主要的ROS，而在Co-SA体系中，由于Co原子和CoN2+2 配位环境的能垒低，PMS中的电子转移到Co单原子上从而最终形成了1 O2 ，降解实验表明，Co-SA对环丙沙星的降解速率常数分别是Co-NP和Co-NC的10.55倍和6.27倍.在上述氮掺杂碳材料上单独掺杂钴纳米粒子的基础上，Jiao CAO等〔37 -38 〕 加入另一种金属铝，通过原位蚀刻法合成了铝-钴层状双金属氢氧化物催化剂（AlCo-LDH），采用AlCo-LDH活化PMS降解四环素，四环素的去除率在5 min内可达92.3%，比单独掺杂钴纳米粒子的体系高约16.6倍.这是由于AlCo-LDH催化剂中Al离子有助于Co离子将电子转移到PMS，Co2+ /Co3+ 的相互转化会促进Co3+ 与HSO5 - 生成SO5 ·- 的反应，而SO5 ·- 随后转化为SO4 ·- 和1 O2 ，促进四环素的降解.在此基础上为了进一步提高材料的稳定性，ZENG Hanxuan等〔39 〕 通过对AlCo-LDH原位蚀刻，合成了富氧钴氢氧化铝@羟基硫化物（AlCo-LDH@CoS x 1 O2 ，材料的稳定性也被大大提高.这一系列研究拓宽了钴基多相PMS催化剂在环境修复中的应用. ...
纳米限域体系的催化特性
1
2009
... 当粒子的尺寸达到纳米量级时，材料就会出现一些特殊的物理现象，被称为纳米限域效应.这是由于反应区域相对封闭的结构导致局部电子云异常分布和分子运动受限，从而对某些催化反应起到了促进作用〔40 〕 .Zhichao YANG等〔41 〕 首次将纳米限域效应用在水处理方面，他们通过将粒径约2 nm的Fe2 O3 纳米颗粒装入内径约为7 nm的CNTs的密闭空间内，制备得到类Fenton催化剂Fe2 O3 @FCNT-H，使得原有的生成·OH的H2 O2 体系转而生成1 O2 .之后以亚甲基蓝（MB）为模型污染物，对照Fe2 O3 纳米粒子分布在CNT外表面的催化剂FCNT-L，考察了其催化降解MB的表现.结果表明，Fe2 O3 /FCNT-L/H2 O2 体系中的主要活性物种为·OH，Fe2 O3 @FCNT-H/H2 O2 体系中主要的ROS是1 O2 ；Fe2 O3 @FCNT-H/H2 O2 体系对MB的降解速率是Fe2 O3 /FCNT-L/H2 O2 体系的22.5倍.与分布在CNT外表面的Fe2 O3 纳米粒子不同，CNT的纳米限制与封闭空间内Fe2 O3 纳米粒子形成强电子相互作用，促进了Fe2 O3 @FCNT-H表面的Fe（Ⅲ）被H2 O2 还原生成O2 ·- .O2 ·- 氧化形成1 O2 有3种可能途径：（1）O2 ·- 在有利的自旋状态下被Fe（Ⅲ）氧化，该反应受有限空间和CNT独特的电子结构调节；（2）自由基-自由基反应，包括O2 ·- 复合和O2 ·- 与·OH之间的反应；（3）O2 ·- 和H2 O2 之间的反应.Fe2 O3 @FCNT-H/H2 O2 体系使用限域效应去除污染物，是一个全新的单线态氧介导的Fenton反应过程，其催化活性强、pH适应范围广.以限域效应为基础开发出的金属基催化材料在活化PMS降解四环素〔42 〕 、SMX〔43 〕 等污染物时都遵循了以1 O2 氧化为主导的污染物降解过程.目前以限域效应为基础生成1 O2 的研究仍处在探索阶段，研究人员正为寻求产量更高、环境更友好、成本更低的生成1 O2 的方法而努力. ...
Catalytic characters of the nano-confined systems
1
2009
... 当粒子的尺寸达到纳米量级时，材料就会出现一些特殊的物理现象，被称为纳米限域效应.这是由于反应区域相对封闭的结构导致局部电子云异常分布和分子运动受限，从而对某些催化反应起到了促进作用〔40 〕 .Zhichao YANG等〔41 〕 首次将纳米限域效应用在水处理方面，他们通过将粒径约2 nm的Fe2 O3 纳米颗粒装入内径约为7 nm的CNTs的密闭空间内，制备得到类Fenton催化剂Fe2 O3 @FCNT-H，使得原有的生成·OH的H2 O2 体系转而生成1 O2 .之后以亚甲基蓝（MB）为模型污染物，对照Fe2 O3 纳米粒子分布在CNT外表面的催化剂FCNT-L，考察了其催化降解MB的表现.结果表明，Fe2 O3 /FCNT-L/H2 O2 体系中的主要活性物种为·OH，Fe2 O3 @FCNT-H/H2 O2 体系中主要的ROS是1 O2 ；Fe2 O3 @FCNT-H/H2 O2 体系对MB的降解速率是Fe2 O3 /FCNT-L/H2 O2 体系的22.5倍.与分布在CNT外表面的Fe2 O3 纳米粒子不同，CNT的纳米限制与封闭空间内Fe2 O3 纳米粒子形成强电子相互作用，促进了Fe2 O3 @FCNT-H表面的Fe（Ⅲ）被H2 O2 还原生成O2 ·- .O2 ·- 氧化形成1 O2 有3种可能途径：（1）O2 ·- 在有利的自旋状态下被Fe（Ⅲ）氧化，该反应受有限空间和CNT独特的电子结构调节；（2）自由基-自由基反应，包括O2 ·- 复合和O2 ·- 与·OH之间的反应；（3）O2 ·- 和H2 O2 之间的反应.Fe2 O3 @FCNT-H/H2 O2 体系使用限域效应去除污染物，是一个全新的单线态氧介导的Fenton反应过程，其催化活性强、pH适应范围广.以限域效应为基础开发出的金属基催化材料在活化PMS降解四环素〔42 〕 、SMX〔43 〕 等污染物时都遵循了以1 O2 氧化为主导的污染物降解过程.目前以限域效应为基础生成1 O2 的研究仍处在探索阶段，研究人员正为寻求产量更高、环境更友好、成本更低的生成1 O2 的方法而努力. ...
Singlet oxygen mediated iron-based Fenton-like catalysis under nanoconfinement
1
2019
... 当粒子的尺寸达到纳米量级时，材料就会出现一些特殊的物理现象，被称为纳米限域效应.这是由于反应区域相对封闭的结构导致局部电子云异常分布和分子运动受限，从而对某些催化反应起到了促进作用〔40 〕 .Zhichao YANG等〔41 〕 首次将纳米限域效应用在水处理方面，他们通过将粒径约2 nm的Fe2 O3 纳米颗粒装入内径约为7 nm的CNTs的密闭空间内，制备得到类Fenton催化剂Fe2 O3 @FCNT-H，使得原有的生成·OH的H2 O2 体系转而生成1 O2 .之后以亚甲基蓝（MB）为模型污染物，对照Fe2 O3 纳米粒子分布在CNT外表面的催化剂FCNT-L，考察了其催化降解MB的表现.结果表明，Fe2 O3 /FCNT-L/H2 O2 体系中的主要活性物种为·OH，Fe2 O3 @FCNT-H/H2 O2 体系中主要的ROS是1 O2 ；Fe2 O3 @FCNT-H/H2 O2 体系对MB的降解速率是Fe2 O3 /FCNT-L/H2 O2 体系的22.5倍.与分布在CNT外表面的Fe2 O3 纳米粒子不同，CNT的纳米限制与封闭空间内Fe2 O3 纳米粒子形成强电子相互作用，促进了Fe2 O3 @FCNT-H表面的Fe（Ⅲ）被H2 O2 还原生成O2 ·- .O2 ·- 氧化形成1 O2 有3种可能途径：（1）O2 ·- 在有利的自旋状态下被Fe（Ⅲ）氧化，该反应受有限空间和CNT独特的电子结构调节；（2）自由基-自由基反应，包括O2 ·- 复合和O2 ·- 与·OH之间的反应；（3）O2 ·- 和H2 O2 之间的反应.Fe2 O3 @FCNT-H/H2 O2 体系使用限域效应去除污染物，是一个全新的单线态氧介导的Fenton反应过程，其催化活性强、pH适应范围广.以限域效应为基础开发出的金属基催化材料在活化PMS降解四环素〔42 〕 、SMX〔43 〕 等污染物时都遵循了以1 O2 氧化为主导的污染物降解过程.目前以限域效应为基础生成1 O2 的研究仍处在探索阶段，研究人员正为寻求产量更高、环境更友好、成本更低的生成1 O2 的方法而努力. ...
Peroxymonosulfate activation of magnetic Co nanoparticles relative to an N-doped porous carbon under confinement：Boosting stability and performance
1
2020
... 当粒子的尺寸达到纳米量级时，材料就会出现一些特殊的物理现象，被称为纳米限域效应.这是由于反应区域相对封闭的结构导致局部电子云异常分布和分子运动受限，从而对某些催化反应起到了促进作用〔40 〕 .Zhichao YANG等〔41 〕 首次将纳米限域效应用在水处理方面，他们通过将粒径约2 nm的Fe2 O3 纳米颗粒装入内径约为7 nm的CNTs的密闭空间内，制备得到类Fenton催化剂Fe2 O3 @FCNT-H，使得原有的生成·OH的H2 O2 体系转而生成1 O2 .之后以亚甲基蓝（MB）为模型污染物，对照Fe2 O3 纳米粒子分布在CNT外表面的催化剂FCNT-L，考察了其催化降解MB的表现.结果表明，Fe2 O3 /FCNT-L/H2 O2 体系中的主要活性物种为·OH，Fe2 O3 @FCNT-H/H2 O2 体系中主要的ROS是1 O2 ；Fe2 O3 @FCNT-H/H2 O2 体系对MB的降解速率是Fe2 O3 /FCNT-L/H2 O2 体系的22.5倍.与分布在CNT外表面的Fe2 O3 纳米粒子不同，CNT的纳米限制与封闭空间内Fe2 O3 纳米粒子形成强电子相互作用，促进了Fe2 O3 @FCNT-H表面的Fe（Ⅲ）被H2 O2 还原生成O2 ·- .O2 ·- 氧化形成1 O2 有3种可能途径：（1）O2 ·- 在有利的自旋状态下被Fe（Ⅲ）氧化，该反应受有限空间和CNT独特的电子结构调节；（2）自由基-自由基反应，包括O2 ·- 复合和O2 ·- 与·OH之间的反应；（3）O2 ·- 和H2 O2 之间的反应.Fe2 O3 @FCNT-H/H2 O2 体系使用限域效应去除污染物，是一个全新的单线态氧介导的Fenton反应过程，其催化活性强、pH适应范围广.以限域效应为基础开发出的金属基催化材料在活化PMS降解四环素〔42 〕 、SMX〔43 〕 等污染物时都遵循了以1 O2 氧化为主导的污染物降解过程.目前以限域效应为基础生成1 O2 的研究仍处在探索阶段，研究人员正为寻求产量更高、环境更友好、成本更低的生成1 O2 的方法而努力. ...
Development of oxygen vacancies enriched CoAl hydroxide@hydroxysulfide hollow flowers for peroxymonosulfate activation：A highly efficient singlet oxygen-dominated oxidation process for sulfamethoxazole degradation
1
2020
... 当粒子的尺寸达到纳米量级时，材料就会出现一些特殊的物理现象，被称为纳米限域效应.这是由于反应区域相对封闭的结构导致局部电子云异常分布和分子运动受限，从而对某些催化反应起到了促进作用〔40 〕 .Zhichao YANG等〔41 〕 首次将纳米限域效应用在水处理方面，他们通过将粒径约2 nm的Fe2 O3 纳米颗粒装入内径约为7 nm的CNTs的密闭空间内，制备得到类Fenton催化剂Fe2 O3 @FCNT-H，使得原有的生成·OH的H2 O2 体系转而生成1 O2 .之后以亚甲基蓝（MB）为模型污染物，对照Fe2 O3 纳米粒子分布在CNT外表面的催化剂FCNT-L，考察了其催化降解MB的表现.结果表明，Fe2 O3 /FCNT-L/H2 O2 体系中的主要活性物种为·OH，Fe2 O3 @FCNT-H/H2 O2 体系中主要的ROS是1 O2 ；Fe2 O3 @FCNT-H/H2 O2 体系对MB的降解速率是Fe2 O3 /FCNT-L/H2 O2 体系的22.5倍.与分布在CNT外表面的Fe2 O3 纳米粒子不同，CNT的纳米限制与封闭空间内Fe2 O3 纳米粒子形成强电子相互作用，促进了Fe2 O3 @FCNT-H表面的Fe（Ⅲ）被H2 O2 还原生成O2 ·- .O2 ·- 氧化形成1 O2 有3种可能途径：（1）O2 ·- 在有利的自旋状态下被Fe（Ⅲ）氧化，该反应受有限空间和CNT独特的电子结构调节；（2）自由基-自由基反应，包括O2 ·- 复合和O2 ·- 与·OH之间的反应；（3）O2 ·- 和H2 O2 之间的反应.Fe2 O3 @FCNT-H/H2 O2 体系使用限域效应去除污染物，是一个全新的单线态氧介导的Fenton反应过程，其催化活性强、pH适应范围广.以限域效应为基础开发出的金属基催化材料在活化PMS降解四环素〔42 〕 、SMX〔43 〕 等污染物时都遵循了以1 O2 氧化为主导的污染物降解过程.目前以限域效应为基础生成1 O2 的研究仍处在探索阶段，研究人员正为寻求产量更高、环境更友好、成本更低的生成1 O2 的方法而努力. ...
〈
〉
唑（SMX）为模型有机污染物对该系统的水质净化能力进行探究，结果表明，该系统对SMX具有82.9%的超高降解率，而SMX在单独的Pd/Pt与CM的组合体系内的去除率仅约为50%。
津公网安备 12010602120337号