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近日，h动漫 应用物理学（材料）专业2023级本科生李卓轩（大三）以第一作者身份在美国化学会知名期刊《Langmuir》上发表了题为“Efficient Triboelectric Catalytic Activities in High Temperature of Fe⁰/FeOOH”（Fe⁰/FeOOH在高温下的高效摩擦电催化活性）的研究论文。论文第二作者赵敏也是h动漫 2023级应用物理学（材料）专业本科生。h动漫 龙云泽教授与张红娣副教授为该论文的通讯作者。

Fe⁰/FeOOH是一种由零价铁和羟基氧化铁组成的复合材料，具有优良的电子转移能力和催化活性，适用于机械能驱动的催化反应。然而，传统摩擦电催化体系在高温、高盐、复杂水体环境中的催化效率和稳定性仍有待提升。针对上述问题，本研究构建了一种以Fe⁰/FeOOH为核心的摩擦电催化体系，利用超声波驱动Fe⁰与FeOOH之间的高频率碰撞与摩擦，实现界面电荷的高效转移。实验表明，该体系在15分钟内对结晶紫、四环素、土霉素和氯霉素的降解率分别达到99.3%、97.1%、96.9%和88.2%，其中结晶紫的降解速率常数为0.3301 min^-1，相比单一催化剂提升了300%以上。此外，该体系在30–60 °C的高温环境下仍保持优异的催化性能，表现出良好的高温适应性和结构稳定性。电子顺磁共振和自由基淬灭实验证实，反应过程中生成了羟基自由基（·OH）和超氧阴离子自由基（·O₂^-），其中·O₂^-起主导作用。研究进一步提出了电子云-势阱模型，从原子尺度揭示了Fe⁰与FeOOH界面电子云重叠诱导定向电子转移的机制。液相色谱-质谱联用分析检测到米氏酮（m/z 269, [M+H]⁺）分子离子峰，结合紫外-可见光谱中376 nm处的新吸收峰，明确了结晶紫的共轭结构裂解路径。