NO和Hg0的催化氧化是消除燃煤電廠排放的多種污染物的關鍵。然而，傳統催化劑由于活化能力低，吸附選擇性差，催化活性低，耐硫性差。因此，設計和開發在低溫下具有高活性和優異的抗SO2性能的強大催化劑是協同去除多種污染物的理想催化劑。
在此，中國科學技術大學江海龍和華北電力大學高正陽等制備了一種單原子Fe修飾的N摻雜碳催化劑(Fe1-N4-C)，其具有豐富的Fe1-N4位點，該催化劑能夠高效催化氧化NO和Hg0。
性能測試結果表明，在低溫和室溫下Fe1-N4-C對氧化NO和Hg0具有超高的催化活性。更重要的是，Fe1-N4-C表現出強大的耐硫性，因為它對反應物的吸附要優于吸附硫氧化物，這是傳統催化劑以前從未實現過的。
此外，SO2氧化加速了吸附的O原子在Fe1-N4-C位點上的消耗，導致Fe1-N4-C位點的再生，進一步促進了NO在Fe1-N4-C上的催化氧化。
密度泛函理論(DFT)計算表明，Fe1-N4活性位點導致催化劑上反應能壘低、吸附選擇性高以及催化劑穩定性增強，這為其優異的催化性能提供了詳細的分子水平上的理解。
這是關于具有強硫耐受性的單原子催化劑上NO和Hg0氧化的首次報道，該項工作表明單原子催化劑是NO和Hg0催化氧化的有希望的候選者，具有實現去除燃煤電廠的多種污染物遠大前景。
A sulfur-tolerant MOF-based single-atom Fe Catalyst for Efficient Oxidation of NO and Hg0. Advanced Materials, 2022. DOI: 10.1002/adma.202110123
