［本站讯］近日，环境科学与工程学院2023级本科生常家乐以第一作者身份在环境领域内顶级期刊Water Research（Nature Index期刊）发表题为“Nanoconfined catalytic macrostructures for advanced water remediation: From basic understanding to future application strategies”的学术论文，系统总结了纳米限域催化宏观结构的制备及其在水环境修复领域取得的重要进展。山东大学副教授许醒为论文通讯作者，山东大学为第一完成单位和通讯作者单位。

全球经济发展造成的水污染显著加剧了淡水资源的枯竭。因此，循环利用水资源成为可持续管理水资源的重要策略。活性氧（ROS）所具有的较强氧化能力，使得基于纳米催化剂的高级氧化工艺（AOPs）成为该策略的有效实施方案。然而，由于ROS在水中的有限质子转移和极短寿命，该技术应用仍受低活性效率和低自由基利用率的限制，并且受限于粉末催化剂难以回收的难点。近期研究发现，通过将纳米催化剂固定在膜/柱/过滤器上形成各种催化宏观结构可以解决AOPs的困境，其核心原理是控制微污染物、氧化剂分子与催化剂表面之间的纳米尺度距离。相对于均相溶液，利用纳米尺寸空间限域的异相催化宏观结构对有机微污染物的去除性能显著提高。

本文系统总结了各种纳米限域催化宏观结构的制备方法，揭示了它们应用于各种类芬顿体系的催化性能。结合密度泛函理论（DFT）和分子动力学（MD）分析，阐明了基于纳米限域催化宏观结构的类芬顿催化的核心机制。本文还结合机器学习提出了纳米限域催化宏观结构的未来策略，为该技术的可行性和未来研究方向提供了关键信息。综上，本文从基础科学到未来应用策略等角度，对基于纳米限域催化宏观结构的类芬顿催化进行了综合评述，对纳米限域催化宏观结构的制备策略、成本控制和大规模应用前景进行了系统说明，对水环境修复技术的发展具有重要意义。

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本研究得到了国家自然科学基金、广东省基础与应用基础研究基金、山东省自然科学基金的资助。