基于以上问题，化学工程学院工业催化学科钟兴教授和王建国教授团队在“多尺度模拟-催化剂-膜电极-电反应器”方面做了系统工作。在最新的研究工作中，团队采用多尺度模拟与实验相结合的方法，合成了用于EOP和CER反应的Ce-Ni-Sb-SnO₂和Ru-Ir-Ce-Ni-Sb-SnO₂电催化剂。Ce-Ni-Sb-SnO₂在EOP中达到43.9%的法拉第效率。在Ru-Ir-Ce-Ni-Sb-SnO₂中掺入Ru和Ir提高了CER性能，实现了98.3%的法拉第效率。此外，在0.3M NaCl（pH=6）条件下以10 mA cm^-2的电流密度实现了约80mV的低过电位。理论计算揭示了多组分金属氧化物对反应中间体吸附的显著影响。在SnO₂上掺杂Ce、Ni、Sb可以增强O₂^*和O₃^*的吸附，从而获得最佳的EOP性能，而在Ce-Ni-Sb-SnO₂上掺入Ru和Ir可以增强^*Cl的吸附，提高CER性能。对农药和抗生素降解的进一步研究表明，与单独降解相比，O₃和NaClO的协同降解具有更大的动力学降解速率。

为了研究多组分金属氧化物对SnO₂电催化剂在EOP和CER反应中的影响，采用了密度泛函理论（DFT）进行了相关计算。计算结果表明，多金属掺杂SnO₂表面显著增强了O₂^*和O₃^*的吸附，这与EOP的法拉第效率呈正相关。差分电荷（CDD）计算表明，多金属掺杂影响了反应中间体的电荷转移，有助于提高电催化剂的活性。此外，多金属掺杂还影响了^*Cl和^*OCl等关键中间体在不同表面上的吸附能，进一步调控了CER反应的性能。多金属掺杂显著影响反应中间体的吸附行为，有助于EOP和CER性能的提高。

本工作探索了臭氧（O₃）和次氯酸钠（NaClO）之间的协同降解效应，使用Ce-Ni-Sb-SnO₂和Ru-Ir-Ce-Ni-Sb-SnO₂电催化剂进行电化学降解实验，针对四环素抗生素和甲萘威农药的降解。实验结果显示，通过O₃和NaClO的协同作用，甲萘威和四环素降解速度显著增加，实现了更快的降解过程。协同降解通过产生多种活性氧物种，如·OH、¹O₂和·O₂^-等，加速了有机化合物的降解。电子自旋共振（ESR）光谱法的应用进一步证实了ROS的存在。