芬頓反應（FeII+H2O2）是一類重要的高級氧化反應體系，反應過程中所產生的活性自由基•OH（及伴隨產生的O2•‒）具有極強的氧化能力，被認為是一種處理工業有機廢液的理想策略。傳統的芬頓反應以亞鐵離子作為雙氧水分解產生•OH的主要催化劑，在實際應用中，存在工作pH範圍窄（pH 3–5）、難以處理鹼性汙染物、容易產生鐵泥沉積物、FeIII→FeII轉化速率慢、以及在酸性反應條件下易產生新的有毒汙染物等問題。除了基於鐵的傳統的芬頓反應，文獻中還報導了一些基於其他金屬離子的類芬頓反應，冀望克服傳統芬頓反應存在的一些問題，但其過程和機制往往比傳統的芬頓反應更加複雜和多樣化。開發新型（類）芬頓試劑及其相關催化機理研究是當前環境有機汙染物治理領域的重要課題之一。
近期，龍巖學院陳武華副教授、華東理工大學王海豐教授及同濟大學陳作鋒教授等運用水熱合成技術和可控分步自組裝策略，設計合成了一種多金屬氧酸（POM）修飾與橋聯的有機Co(II)配合物：R-[CoII(phen)(H2O)2]（phen：1,10-鄰二氮雜菲）。該化合物具有一維線性結構，在水和大部分有機溶劑中不溶解。作為光助固相類芬頓試劑，該化合物在染料和抗生素等有機汙染物的氧化降解過程中表現出非常高效和穩定的光催化性能。相關反應在可見光激發條件下即可進行，有利於對太陽光的充分利用；pH應用範圍拓寬為pH 3–9，有助於對一些鹼性汙染物的氧化降解。
與傳統的芬頓反應不同，由於Co2+/Co3+高的氧化-還原電位（1.82 eV），反應Co2+Lm+ H2O2 → Co3+Lm + OH‒ + •OH（L為配體）受到抑制。原位電子順磁共振（in-situ EPR）光譜和密度泛函理論（DFT）計算分析表明，反應過程中首先發生H2O2或OOH‒取代Co(II)上的配位水分子，進而在可見光照射條件下發生O-O鍵斷裂與解離，產生活性自由基•OH和O2•‒。
該反應過程可避免傳統芬頓試劑易產生鐵泥沉積物和FeIII→FeII轉化速率慢的問題。作為富電子給體，POM簇和phen配體對光催化降解過程表現出協同作用，既穩定了中心金屬Co(II)，提高了其pH適應性，又使可見光吸收紅移，拓寬了對太陽光的利用範圍。此外，POM簇起到橋接{[CoII(phen)(H2O)2]2}4+的作用，所形成的化合物作為光助固相類芬頓試劑，能有效提升對有機汙染物的吸附能力，並可回收和重複利用。
以化合物R-[CoII(phen)(H2O)2]作為固相類芬頓試劑，可見光催化氧化降解機理示意圖。
該成果以「A novel heterogeneous Co(II)-Fenton-like catalyst for efficient photodegradation by visible light over extended pH」為題，最新在線發表於Science China Chemistry上（doi: 10.1007/s11426-020-9885-3）。點擊左下角「閱讀原文」，可免費閱讀和下載全文。
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陳武華，福建龍巖學院化學與材料學院副教授。2014年於廈門大學獲得博士學位。近年來一直從事功能晶體材料、多酸化學及金屬-有機配合物等方向的研究。主持省級自然科學基金項目3項，省級科技重點項目子課題1項，獲得國家發明專利1項，已在國際專業期刊上以第一作者/通訊作者身份發表SCI論文22篇。
王海豐，華東理工大學教授、博士生導師，國家青拔和優秀青年基金獲得者。主要從事計算化學和理論催化研究，致力於催化劑理性篩選和設計方法學發展及應用。已在Nature Catal.、Nature Commun.、Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Mater.、Matter、Nano Lett.等學術期刊發表論文80餘篇，論文他引4000餘次。
陳作鋒，同濟大學教授，博士生導師，2014年海外高層次引進人才。主要從事能源與環境過程中的電、光催化及其新型光電功能材料開發等課題的研究。已在Proc. Natl. Acad. Sci. USA，J. Am. Chem. Soc.，Angew. Chem. Int. Ed.，Adv. Mater.等期刊發表SCI論文120餘篇，論文被他引5000餘次；獲授權專利8項。