近日，我中心受邀发表了普鲁士蓝类似物及其衍生物应用研究的述评论文，归纳总结了我们近年在普鲁士蓝类似物及其衍生物的合成与改性策略，以及在类芬顿反应降解污染物催化反应机制上的研究进展，同时展望了该领域的未来前景。                                             

作为一种典型的金属有机框架材料，由八面体[M₁(CN)₆]^3-阴离子基团与M₂离子桥接而成的普鲁士蓝(PB)及其类似物(PBAs)，因其有序的孔结构、大的比表面积和环境友好性而受到研究者们的广泛关注。2015年，我们首次合成了PB/TiO₂光芬顿催化剂，对罗丹明B等模型污染物具有优异的降解活性，原位穆斯堡尔谱等表征结果确认了光照下PB和TiO₂之间的电子交换和光促进三价铁向二价铁转换的光催化和光芬顿协同催化反应机制。此后，PB/PBAs在类芬顿反应体系中的应用不断得到扩展，并越来越受到人们的关注。

首先，论文介绍了我们开发的一系列PB/PBAs及其衍生物(PBDs)的合成策略，主要包括：1）共聚物共形貌策略用于合成形貌组成可控的PBAs催化剂及其衍生的尖晶石结构复合氧化物催化剂。2）通过改变合成温度控制二级结构单元(SBUs)相对生长速率合成特定暴露晶面的PBAs催化剂。3）PB/PBAs主客体改性合成系列复合催化剂。4）以PBAs为前驱体合成单原子催化剂。

利用这些创新性合成策略，我们开发了一系列PB/PBAs/PBDs模型催化剂，通过先进光谱表征等技术研究了它们在类芬顿反应中的构效关系和作用机理，主要内容包括：

1. 1. 催化剂微结构在类芬顿反应活性与机制调控中的关键作用，如主要暴露晶面、活性金属的自旋态和占有晶位点等，这些研究加深了对类芬顿反应机理的了解，拓展了PBAs/PBDs非均相催化剂在类芬顿体系中的应用。

2. 2. 利用制备的单原子催化剂，阐明了催化位点协同降解污染物的反应机理，为单原子催化剂反应机制的研究提供了新思路。

3. 3. 通过外部能量的引入，不仅强化了PBAs/PBDs的类芬顿反应效率，而且实现了反应路径的转换，为类芬顿反应路径的灵活调控研究提供了新方法。

4. 4. 作为一种高效灵敏地捕捉催化结构中铁位点局域化学环境变化的技术，穆斯堡尔谱被用于探索类芬顿反应中PBAs/PBDs铁位点的配位微环境和氧化态变化。在类芬顿反应机制研究中，一系列工作均应用了穆斯堡尔谱技术对于催化反应铁位点进行精准表征，以阐明不同电子云密度以及配位微环境铁位点在活化氧化剂过程中的电子得失情况以及局部结构变化，因此也提供了大量针对不同PBAs/PBDs的穆斯堡尔谱的表征结果，如铁氧化物、单原子铁、碳化铁、零价金属铁等。

最后，我们系统展望了类芬顿反应中PBAs/PBDs的发展前景和面临的挑战。需要进一步开发新的PBAs/PBDs的合成改性方法，建立先进可靠的原位表征技术以及准确的理论模拟计算方法，对其反应机制研究提供更加直接的证据以及更为可靠的理论预测，以推动该系列材料在实际水污染物控制中的应用。

论文以"Prussian Blue Analogues and their Derivatives: From Elaborate Microstructure Design to Boosted Fenton-like Application"为题发表在Accounts of Materials Research期刊上，并被选为封面文章（Supplementary Cover）。第一作者为我中心博士研究生张亮（已毕业）。该项研究得到了国家自然科学基金委、中科院国际伙伴计划等项目的支持。（文/图 张亮）

论文链接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/accountsmr.3c00289