针对低频机械能驱动压电催化的效率低，难以满足在水污染控制中的问题，研究团队提出利用单原子催化剂增强传统压电材料的压电性能。团队将单原子钴（SACo）与压电材料二硫化钼（MoS₂）相结合，成功构建了SACo@MoS₂催化剂，实现利用搅拌扰动力，在低频机械能驱动下高效活化过一硫酸盐降解有机污染物的新策略。研究发现，SACo@MoS₂/PMS体系在3分钟内对RhB的降解率可达到98.8%，验证了SACo与MoS₂的之间的协同效应。机理研究表明，SACo的锚定不仅作为直接活化PMS的活性中心，还显著提升了MoS₂的压电极化响应和载流子分离效率。结合理论计算和实验分析，明确了压电效应产生的电子、空穴及单线态氧在该降解反应中起主导作用。

图 SACo@MoS₂的形貌表征

该研究的贡献表现在：1）提出了单原子能增强压电响应的设想，大幅提高了低频机械能驱动下的压电催化效率；2）理论计算与实验测试共同揭示了单原子增强压电响应的机理和作用过程；3）证实了单原子增强的压电催化作用能应用于PMS活化降解难降解有机污染物；4）详细阐述了活化机理和主要ROS的产生过程及对污染物降解的贡献。该研究不仅为设计高效压电催化剂提供了新思路，也为利用环境中广泛存在的低频机械能实现可持续水处理技术开辟了具有前景的研究路径。

相关研究成果已发表于《Chemical Engineering Journal》期刊上，论文标题为“Single Atom Co Enhanced Piezocatalysis for PMS Activation: Performance and Mechanism”。环境与安全工程学院吴丹博士为论文第一作者，赵焕新教授与辽宁大学环境学院于海波教授为共同通讯作者。