吉林大学董双石，发表AM！

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单线态氧(¹O₂)具有中等氧化能力，可通过亲电加成反应和电子萃取反应选择性氧化富电子有机污染物，用于选择性废水处理。由于双原子位点之间的协同效应可以改变过氧单硫酸盐(PMS)的吸附构象，并优化其吸附杂化轨道，因此双原子催化剂(DSACs)介导的类光Fenton被认为是一种有效的¹O₂生成技术。

此外，随着光照射促进光生电子和空穴的产生，可以进一步加速PMS向活性物质的转化。尽管如此，形成*SO₅和*O₂解吸的高能垒导致了较低的¹O₂产量。原子的自旋态决定了这两个能垒，而*SO₅形成和*O₂解吸所需的自旋态是不同的。

传统的双原子位点策略有利于解决上述问题，但产生¹O₂的速率缓慢，因为SO₅^–需要在位点之间迁移。如果能够在固定地点促进*SO₅的生成和*O₂的解吸而不需要物质迁移，那么¹O₂的产量将会迅速增加。

基于此，吉林大学董双石课题组通过在埃米限制下自适应改变CoMn双原子中心的自旋态，实现了PMS向¹O₂的有效转变。Mn-N₄中的中等自旋Mn主要优化了PMS的吸附模式，Co-N₄的中等自旋吸附了PMS的O 2p电子，切割了PMS的O-H键，使PMS转化为*SO₅。由于*SO₅的引入，催化剂层间距增大，导致金属-N键的断裂，从而使Co-N₄转化为Co-N₂，形成高自旋Co物种。在歧化反应反应中，*SO₅自发生成*O₂，而*O₂更容易解吸形成¹O₂。反应后，双原子中心的配位结构自适应地由二配位转变为四配位。

在连续流反应器中，埃米限制的CoFe/CN_inter DSAC/PMS/vis系统能够选择性地去除高解离常数的污染物，并且稳定地去除了二级出水中84.2%的COD；同时，反应240小时后的Mn和Co的浸出浓度分别为0.53和0.59 mg L^-1，远低于国家制定的标准。

更重要的是，该方法适用于CoFe/CN_inter DSAC、CoCu/CN_interDSAC和CoNi/CN_interDSAC等多种双原子埃米受限催化剂。总的来说，埃米受限双单原子适应性生成¹O₂的概念为可持续和选择性¹O₂氧化技术的有效设计提供了一种高效和通用的方案。

Angstrom confinement-triggered adaptive spin state transition of CoMn dual single atoms for efficient singlet oxygen generation. Advanced Materials, 2025. DOI: 10.1002/adma.202417834

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