Unraveling the High-Activity Origin of Single-Atom Iron Catalysts for Organic Pollutant Oxidation via Peroxymonosulfate Activation

催化作用 化学 环境化学 Atom(片上系统) 污染物 光化学 无机化学 化学工程 有机化学 计算机科学 嵌入式系统 工程类
作者
Yaowen Gao,Yue Zhu,Tong Li,Zhenhuan Chen,Qike Jiang,Zhiyu Zhao,Xiaoying Liang,Chun Hu
出处
期刊:Environmental Science & Technology [American Chemical Society]
卷期号:55 (12): 8318-8328 被引量:371
标识
DOI:10.1021/acs.est.1c01131
摘要

Single-atom catalysts (SACs) have emerged as efficient materials in the elimination of aqueous organic contaminants; however, the origin of high activity of SACs still remains elusive. Herein, we identify an 8.1-fold catalytic specific activity (reaction rate constant normalized to catalyst's specific surface area and dosage) enhancement that can be fulfilled with a single-atom iron catalyst (SA-Fe-NC) prepared via a cascade anchoring method compared to the iron nanoparticle-loaded catalyst, resulting in one of the most active currently known catalysts in peroxymonosulfate (PMS) conversion for organic pollutant oxidation. Experimental data and theoretical results unraveled that the high-activity origin of the SA-Fe-NC stems from the Fe-pyridinic N4 moiety, which dramatically increases active sites by not only creating the electron-rich Fe single atom as the catalytic site but also producing electron-poor carbon atoms neighboring pyridinic N as binding sites for PMS activation including synchronous PMS reduction and oxidation together with dissolved oxygen reduction. Moreover, the SA-Fe-NC exhibits excellent stability and applicability to realistic industrial wastewater remediation. This work offers a novel yet reasonable interpretation for why a small amount of iron in the SA-Fe-NC can deliver extremely superior specific activity in PMS activation and develops a promising catalytic oxidation system toward actual environmental cleanup.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
丘比特应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
orixero应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
Zoye完成签到 ,获得积分10
1秒前
hhhh完成签到,获得积分10
3秒前
czlianjoy完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
青年才俊发布了新的文献求助10
5秒前
Frank完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
我是老大应助莫里采纳,获得10
6秒前
7秒前
负责雨安完成签到 ,获得积分10
8秒前
10秒前
zhangwuhui发布了新的文献求助10
10秒前
Auxin完成签到,获得积分10
12秒前
14秒前
秀丽雁风完成签到,获得积分10
14秒前
青年才俊发布了新的文献求助30
16秒前
清爽达完成签到 ,获得积分0
17秒前
楼马完成签到 ,获得积分10
18秒前
gzhoax应助中科院的稻荷神采纳,获得10
18秒前
莫里发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
小饼一定要上岸完成签到 ,获得积分10
19秒前
JOY完成签到 ,获得积分10
21秒前
cyj完成签到,获得积分10
21秒前
调皮的代双完成签到 ,获得积分10
21秒前
yeSui3yi完成签到 ,获得积分0
22秒前
fishswim1完成签到,获得积分10
24秒前
25秒前
鹏飞九霄完成签到,获得积分10
27秒前
27秒前
俭朴听南完成签到 ,获得积分10
28秒前
青年才俊发布了新的文献求助10
30秒前
tree发布了新的文献求助10
31秒前
矜持完成签到 ,获得积分10
32秒前
勤恳雅莉发布了新的文献求助10
33秒前
ranlan完成签到 ,获得积分10
35秒前
verdure完成签到,获得积分10
36秒前
醋酸柠檬完成签到,获得积分10
38秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Applied Min-Max Approach to Missile Guidance and Control 5000
Metallurgy at high pressures and high temperatures 2000
Inorganic Chemistry Eighth Edition 1200
Anionic polymerization of acenaphthylene: identification of impurity species formed as by-products 1000
The Psychological Quest for Meaning 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6326044
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8142735
关于积分的说明 17072233
捐赠科研通 5379182
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2854220
邀请新用户注册赠送积分活动 1831847
关于科研通互助平台的介绍 1683141