H₂O₂是地球上最环保的氧化剂之一，被广泛使用于环境修复、有机物转化、生命科学等多个领域。H₂O₂活化可以产生过氧化氢自由基（•O₂H）、超氧自由基（•O₂^-）、羟基自由基（•OH）等多种活性氧物种。但是由于不同的活性氧物种氧化能力存在差异且单一的体系中往往多种活性氧共存，因而衍生了一个容易被忽视但是广泛存在的问题，即如何将H₂O₂定向转化成期望的活性氧从而保证其高效、安全的使用。到目前为止，调控H₂O₂ 活化中活性氧物种的生成仍然是一项具有挑战性的课题。

在H₂O₂活化过程中，由于H₂O₂同时具备电子受体和供体特性，它和单一金属位点之间氧化还原反应不宜控制。这是H₂O₂无法选择性生成特定活性氧物种的主要原因，也是为何单一金属中心控制的H₂O₂活化通常被称为“半催化反应”。 近年来，双位点催化已发展成为打破单一金属中心线性比例关系的新策略，在选择性活化小分子领域备受关注。因此，构建具有更灵活的几何和电子结构的双催化位点有望实现H₂O₂选择性活化。

近日，华中师范大学/上海交通大学张礼知教授团队报道Cu-Fe双催化位点可以助力H₂O₂选择性活化。作者结合理论和实验阐明Cu原子可以在（001）面暴露的FeS₂表面自组装成单原子层Cu5纳米团簇，而生成的Cu₅纳米团簇可以在催化剂界面周边构建Cu-Fe双位点。不同于“半催化”的单一Cu或Fe催化位点与 H₂O₂ 发生矛盾的氧化还原反应，Cu₅/FeS₂催化剂上的Cu-Fe双位点通过与H₂O₂形成桥连Cu-O-O-Fe络合物促进H₂O₂的吸附和自发解离，实现H₂O₂到•OH的持续稳定活化，从而解决H₂O₂活化过程无法精准调控产物的瓶颈问题。

作者通过湿化学法在（001）面暴露的FeS₂表面自组装单原子层Cu₅纳米团簇，合成了Cu₅/FeS₂催化剂。

实验证明Cu₅/FeS₂界面周边Cu-Fe双位点是促成H₂O₂到•OH选择性活化的关键。

得益于Cu₅/FeS₂催化剂原位稳定地活化H₂O₂到•OH，Cu₅/FeS₂-H₂O₂ 体系能够在宽泛的 pH 范围内氧化降解多种有机污染物，并且克服传统Fenton技术面临的去污效率低、金属污泥累积和催化剂失活等多个问题。这项工作强调了双金属催化位点的概念，在表面分子水平上操纵H₂O₂选择性活化，同时也为开发高效的Fenton催化剂提供了一种新的思路。

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