二氧化碳氧化体系研究获进展

将二氧化碳（CO₂）和CO₃^2–的自发反应与HCO₃^–/H₂O₂的平衡反应相耦合，原位制备新兴氧化剂过氧碳酸氢盐HCO₄^–，是CO₂转化的一种新方式，也是构建CO₂衍生过氧碳酸氢盐氧化体系的新途径。

近日，中国科学院兰州化学物理研究所报道了一种磺酸基团功能化的Co₃O₄@Al₂O₃催化剂，创新性地构建了耦合CO₂捕集利用（CCU）与高级氧化技术（AOPs）的循环流动反应系统。研究发现催化剂表面的-SO₃H基团可作为“氢键锚点”特异性识别并选择活化HCO₄^–，在原子水平上拉伸其O-O键并诱导自由基高效生成。

研究人员进一步设计了气—液循环流动反应装置，直接以含有较低浓度CO₂的典型化工废气和甲醇驰放气为原料，生成HCO₄^–并同步氧化抗生素污染物。研究表明，含H₂O₂的碳酸钠水溶液能够高选择性地吸收混合气中的CO₂，并将其原位转化为HCO₄^–，在去除抗生素过程中，同样发挥平稳的氧化性能，实现了超过70%的CO₂转化率及有机污染物的彻底降解。该研究不但验证了将CO₂转化为高价值化学氧化剂的逻辑，而且提出了“以废治废”的CO₂利用与废水处理一体化新策略。

相关研究成果发表在Applied Catalysis B: Environment and Energy上。

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磺酸基团修饰的催化剂制备、表征及表面氢键介导的选择性吸附活化机制