Iodine-mediated proton-coupled electron transfer enables selective polymerization of organic pollutants in an oxidant-free electrocatalytic system

作者
Zexiao Zheng,J Junyi Zhang,Jonathan J. Calvillo Solís,Howard Y.M. Cheung,Ashutosh Kumar,Xiaohong Guan,Haoran Dong,Irene M.C. Lo
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:17 (1) 被引量:2
标识
DOI:10.1038/s41467-026-74349-6
摘要

Organic polymerization offers a sustainable water treatment approach that enables resource recovery, yet current oxidant-involved practices suffer from poor selectivity. We present an oxidant-free electrocatalytic system for phenolic pollutant polymerization via iodine-mediated proton-coupled electron transfer (PCET) with an iodine-enriched bismuth-oxyiodide-coated carbon cloth (I-BiOI@CC) anode, achieving 97.1% polymerization selectivity by converting pollutants into insoluble polymerized products. Mechanistic investigations demonstrate that I-BiOI@CC provides reversible redox mediation (3I⁻ ⇆ I₃⁻), enhancing pollutant-electrode interaction and accelerating interfacial charge transfer to facilitate PCET-oxidation of phenols to phenolic radicals that undergo polymerization through thermodynamically favored ortho C-O coupling. Polymerization kinetics depend on proton and electron transfer energetics, wherein phenols with stronger electron-donating capacity and weaker O-H bond strength promote the PCET process. The electrocatalytic system exhibits high energy and cost efficiency, demonstrates negligible biotoxicity, and shows excellent practicality. This work offers a promising proof-of-concept for future development of green and selective electrocatalytic processes for water decontamination.
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
刚刚
四季刻歌完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
H哈哈完成签到,获得积分10
1秒前
happy_dong发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
Elaborate完成签到,获得积分10
3秒前
高小德发布了新的文献求助10
3秒前
老鬼谈发布了新的文献求助10
4秒前
一介书生发布了新的文献求助10
5秒前
Veson完成签到,获得积分10
5秒前
张盼玉发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
yihao完成签到 ,获得积分10
6秒前
8秒前
独特寒珊完成签到 ,获得积分10
9秒前
希望天下0贩的0的应助被duck采纳,获得10
9秒前
LIU发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
11秒前
脑洞疼的应助被apricity199采纳,获得10
11秒前
12秒前
13秒前
万灵竹发布了新的文献求助10
13秒前
酷波er的应助被风禾尽起采纳,获得10
13秒前
14秒前
jianghu发布了新的文献求助10
15秒前
美满易真发布了新的文献求助10
16秒前
17秒前
17秒前
18秒前
18秒前
内向的小凡完成签到,获得积分0
18秒前
曈梦发布了新的文献求助10
19秒前
20秒前
无限的寒珊完成签到,获得积分10
20秒前
轩辕冰夏完成签到,获得积分10
20秒前
21秒前
Katherine发布了新的文献求助10
21秒前
XXYH发布了新的文献求助10
21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
Energie-Contracting 1500
Spec 401: Standards for Jet Fuel Facility and Equipment Commissioning and Flushing at Airports, 2026.1 (Original Issue) 1000
Spec 103: Standard for Jet Fuel Quality Control at Airports, Revision 2026.1 1000
Mathematical models in hydrology 1000
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Erzählte Gnade 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8086668
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9500475
关于积分的说明 21418978
捐赠科研通 7657862
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3403165
关于科研通互助平台的介绍 2532198
邀请新用户注册赠送积分活动 2441808