中国渤海大学的研究小组设计并合成了一种双功能催化剂，可以解决芥子气和酚类化合物造成的环境污染。他们在水热条件下合成了这种双功能催化剂，一种新型三维多钒酸盐基金属有机骨架。

该团队的双功能催化剂在可见光下选择性氧化2-氯乙基乙基硫醚(CEES)生成相应的亚砜(CEESO)以及光降解苯酚、CEES和间甲酚方面表现出令人满意的催化性能。双功能催化剂是一种同时提供酸性和碱性催化功能的催化剂。

近年来，有机有害物质造成污染的问题引起了人们的广泛关注。科学家们的工作重点是开发合理的方法来降解这些有机有害物质。CEES，即芥子气，是一种化学战剂，会导致严重的皮肤病、呼吸道的强烈刺激，甚至死亡。

自从芥子气在第一次世界大战中首次使用以来，研究人员一直在寻找解毒这种化学战剂的方法。间甲酚是一种从煤焦油中提取的有机化合物，用于生产其他化学品，包括农药。它对眼睛、皮肤和呼吸道有腐蚀性。

酚类污染物通常持续存在于工业、农业和家庭工作产生的污染废水中。一旦进入水系统，酚类污染物就会对人类和环境造成极大危害。这些污染物可能具有剧毒，足以导致动物、鸟类或鱼类死亡。

它们还会阻碍植物的生长或杀死植物。科学家们一直致力于设计合成新型双功能催化剂，可以将这些类型的危险污染物转化为低毒降解物。然而，到目前为止，科学家们尚未成功制备出高维互穿金属有机框架，该框架可以作为双功能催化剂，能够将CEES氧化为CEESO并在可见光下降解酚类化合物。

多金属氧酸盐(POM)是一种无机金属氧化物簇，具有多样的结构结构和有吸引力的性能。由于其广泛的结构和功能，它们是最有用的无机分子材料之一。在 POM 家族中，多钒酸盐 (POV) 因其多样化的结构和卓越的性能而越来越受到科学家的关注。

研究人员使用双吡啶双酰胺配体构建了新的基于 POV 的金属有机框架。然后，他们利用单晶 X 射线衍射分析、红外光谱和粉末 X 射线衍射研究了基于 3D POV 的金属有机框架。“基于酰胺的配体的长特征诱导了不寻常的二重互穿结构的形成，”渤海大学副教授刘国成说。

该团队的双功能催化剂在H 2 O 2或过氧化氢(作为一种环保氧化剂)存在下，成功催化有毒CEES选择性氧化为相应的更安全的亚砜。它在可见光下工作，具有有效的可回收性和稳定性。成功转化率大于99%，选择性为97%。

此外，该双功能催化剂在可见光下对苯酚、CEES和间甲酚表现出优异的光催化降解活性。该团队在 140 分钟内成功实现了 92.6% 以上的降解效率。

他们还详细研究了光催化反应动力学、光降解机制以及苯酚的回收能力。刘说：“这项工作为开发基于 POV 的新型双功能水净化催化剂提供了重要指导。”

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