电芬顿作为一种极具潜力的高级氧化技术，然而其受到过氧化氢（H₂O₂）产生和活化两个步骤的限制。与通过电化学两电子氧还原反应（ORR）产生H₂O₂相比，电化学三电子（3e^-）ORR可以直接活化分子氧产生羟基自由基(·OH)，从而突破了传统电芬顿反应的局限性。因此，3e^- ORR是原位高效产生·OH的重要方法，为绿色水处理技术的发展开辟了新的途径。有鉴于此，基于前期系统性工作，同济大学化学科学与工程学院赵国华教授团队在国际知名期刊《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）上发表题为“In situ Production of Hydroxyl Radicals via Three-Electron Oxygen Reduction: Opportunities for Water Treatment”的综述性文章。

该文总结了3e^- ORR的特点和反应机理，进一步介绍了通过调节反应途径原位生成和利用·OH的机制，并系统综述了近年来3e^- ORR催化剂的设计原则及其在水处理中的应用进展。文章还对对3e^- ORR的发展和挑战进行了展望，以期促进其在水处理领域的实际应用。

基于三电子氧还原反应的水处理示意图

赵国华教授为论文的通讯作者，博士后王智明为论文第一作者，研究工作得到了国家自然科学基金的支持。

论文连接：https://doi.org/10.1002/anie.202407628