摘要
基于石墨烯催化剂的臭氧(O3)高级氧化工艺（AOP）作为一种高效的水体治理手段，探究其臭氧化的微观机理对环境治理具有重要意义。南京工业大学杨晓宁教授课题组，采用密度泛函（DFT）和反应分子动力学（ReaxFF）方法研究了氧化石墨烯（GO）表面多种含氧官能团的活性氧形成机制。
作者通过 AMS 软件中的 ADF 模块进行了一系列关于 O3 和含氧官能团的反应过渡态搜索，并采用隐式COSMO 溶剂化模型考虑了水溶液对反应过程的影响。反应路径和能量计算结果为多种含氧官能团的反应提出可行的臭氧化机制，可以更好的解释目前关于 GO 催化臭氧化的实验现象。作者进一步使用 ReaxFF 模块对 GO/O3/H2O 系统进行了多次动力学模拟，GO表面的含氧官能团与 O3 的反应过程被清晰的观察到。此外模拟过程中多种活性物种数量的时间演变也被统计。这些结果与 DFT 计算和实验数据较好吻合，进一步证实了文章提出的臭氧化机制的正确性。
参考文献
Huipeng Wang, Zhijun Xu, Xiaoning Yang, Probing the formation mechanisms of reactive oxygen species in graphene oxide-catalyzed ozone advanced oxidation processes, Carbon, 2024, 119831
感谢王慧鹏博士供稿！