随着全球水资源短缺的加剧，水的再利用受到越来越多的关注。在水中存在更高水平的无机离子和天然有机物（NOM）的情况下，传统处理工艺处理水的一个关键挑战是难以处理低浓度的污染物。高级氧化工艺（AOPs）已成为一种极具潜力的处理技术，可产生具有高氧化还原电位（E⁰）的活性物质（例如，羟基自由基（HO^•）、单线态氧（¹O₂）、硫酸根自由基（SO₄^•−）和高价金属，如铁（IV）（Fe（IV））、铜（III）（Cu（III））和钴（IV）（Co（IV））。单原子催化剂（SAC）在AOP和水处理技术中的应用直到最近才出现。近日，德州农工大学Virender K. Sharma、帕拉茨基大学Radek Zboril综述研究了SAC在过氧化氢和过硫酸盐活化处理过程中产生活性物质的应用。

本文要点：

1) 作者致力于传统AOP的机制研究，以及它们与SAC引发的AOP的比较。在传统和SACs活化的AOP中产生的自由基物种SO₄^•−和HO^•，比非自由基物种¹O₂和高价金属物种具有更高的氧化还原电位。然而，SO₄^•−和HO^•自由基是非选择性的，容易受到水的影响，而非自由基则能抵抗水中这些成分的影响。

2) 具有不同配位环境和结构的SAC可以被调节为专门产生非自由基物种，以处理具有复杂基质的水。当非自由基物种占主导地位时，氯化物、碳酸盐、磷酸盐和NOM对SAC处理水中污染物的性能几乎没有影响。

参考文献：

Virender K. Sharma et.al Single atom catalyst-mediated generation of reactive species in water treatment Chem. Soc. Rev. 2023

DOI: 10.1039/D3CS00627A

https://doi.org/10.1039/D3CS00627A