Nanoconfinement steers nonradical pathway transition in single atom fenton-like catalysis for improving oxidant utilization

电子转移 催化作用 反应性(心理学) 化学 污染物 单线态氧 降级(电信) 人体净化 化学工程 纳米技术 光化学 氧气 计算机科学 材料科学 有机化学 物理 工程类 病理 电信 核物理学 替代医学 医学
作者
Yan Meng,Yu-Qin Liu,Chao Wang,Yang Si,Yunjie Wang,Wen-Qi Xia,Tian Liu,Xu Cao,Zhiyan Guo,Jie‐Jie Chen,Wen‐Wei Li
出处
期刊:Nature Communications [Springer Nature]
卷期号:15 (1): 5314-5314 被引量:184
标识
DOI:10.1038/s41467-024-49605-2
摘要

Abstract The introduction of single-atom catalysts (SACs) into Fenton-like oxidation promises ultrafast water pollutant elimination, but the limited access to pollutants and oxidant by surface catalytic sites and the intensive oxidant consumption still severely restrict the decontamination performance. While nanoconfinement of SACs allows drastically enhanced decontamination reaction kinetics, the detailed regulatory mechanisms remain elusive. Here, we unveil that, apart from local enrichment of reactants, the catalytic pathway shift is also an important cause for the reactivity enhancement of nanoconfined SACs. The surface electronic structure of cobalt site is altered by confining it within the nanopores of mesostructured silica particles, which triggers a fundamental transition from singlet oxygen to electron transfer pathway for 4-chlorophenol oxidation. The changed pathway and accelerated interfacial mass transfer render the nanoconfined system up to 34.7-fold higher pollutant degradation rate and drastically raised peroxymonosulfate utilization efficiency (from 61.8% to 96.6%) relative to the unconfined control. It also demonstrates superior reactivity for the degradation of other electron-rich phenolic compounds, good environment robustness, and high stability for treating real lake water. Our findings deepen the knowledge of nanoconfined catalysis and may inspire innovations in low-carbon water purification technologies and other heterogeneous catalytic applications.
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
文艺发布了新的文献求助10
刚刚
lu关闭了lu文献求助
刚刚
刚刚
2秒前
2秒前
搬砖人发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
3秒前
3秒前
百合子完成签到,获得积分10
4秒前
负责金毛完成签到,获得积分10
5秒前
wanci应助自由大叔采纳,获得10
5秒前
yang完成签到,获得积分10
7秒前
科研通AI2S应助落叶采纳,获得10
7秒前
苹果初阳完成签到,获得积分10
8秒前
ljy发布了新的文献求助10
8秒前
学术小牛发布了新的文献求助10
8秒前
Yyyyy发布了新的文献求助10
8秒前
阿申爱乐应助Jane2024采纳,获得30
8秒前
科研通AI6.1应助000采纳,获得10
9秒前
luanzh发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
小舀完成签到,获得积分10
9秒前
进化金华关注了科研通微信公众号
9秒前
一分儿完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
yuriyc应助嘻嘻采纳,获得10
11秒前
11秒前
友好的长颈鹿完成签到 ,获得积分10
11秒前
自由大叔完成签到,获得积分10
11秒前
邓少军完成签到 ,获得积分10
11秒前
哭泣大山完成签到,获得积分10
12秒前
深情安青应助iiiishu采纳,获得10
12秒前
方旋完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
喜悦诗翠完成签到 ,获得积分10
13秒前
科研通AI6.1应助Czf采纳,获得10
13秒前
13秒前
JamesPei应助学白柒采纳,获得10
14秒前
风中大楚发布了新的文献求助30
14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
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 3000
Les Mantodea de guyane 2500
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 2000
Signals, Systems, and Signal Processing 510
Discrete-Time Signals and Systems 510
Brittle Fracture in Welded Ships 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5945612
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7100455
关于积分的说明 15900427
捐赠科研通 5077882
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2730539
邀请新用户注册赠送积分活动 1690586
关于科研通互助平台的介绍 1614650