Cooperative Co-Activation of Water and Hypochlorite by a Non-Heme Diiron(III) Complex

化学 催化作用 格式化 次氯酸盐 水溶液 无机化学 碳酸氢盐 氯化物 有机化学
作者
James N. McPherson,Christopher J. Miller,Christina Wegeberg,Ying-Yue Chang,Erik Donovan Hedegård,Eckhard Bill,T. David Waite,Christine J. McKenzie
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:143 (37): 15400-15412 被引量:4
标识
DOI:10.1021/jacs.1c07669
摘要

Aqueous solutions of the iron(III) complex of N,N,N′-tris(2-pyridylmethyl)ethylenediamine-N′-acetate (tpena) react with hypochlorite (ClO–) to produce the reactive high-valent [FeIV(O)(tpena)]+. Under catalytic conditions, in bicarbonate-buffered media (pH 8) with a set ionic strength (10 mM NaCl), kinetic analysis shows that two equivalents of [FeIV(O)(tpena)]+ per one ClO– are produced, with benign chloride ions the only byproduct. An unprecedented supramolecular activation of ClO– by {(HCO3)⊂[(tpena)FeIII(μ-O)FeIII(Htpena)]}2+ is proposed. This mode of activation has great advantage for use in the catalytic oxidation of C–H bonds in water since: (i) the catalyst scaffold is protected from oxidative degradation and (ii) undesirable radical side reactions which produce toxic chlorinated compounds are circumvented by this novel coactivation of water and ClO–. The unique activation mechanism by the Fe-tpena system makes possible the destruction of organic contaminants as an add-on technology to water disinfection by chlorination, demonstrated here through (i) the catalytic oxidation of micropollutant metaldehyde, and (ii) mineralization of the model substrate formate. The resting-state speciation at pH 3, 5, 7, and 9, as well as the catalytically active iron speciation are characterized with Mössbauer and EPR spectroscopy and supported by DFT calculations. Our study provides fundamentally new insights into the design and activation mode of iron-based catalysts relevant to applications in water remediation.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
52Hz完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
支初晴发布了新的文献求助10
1秒前
Beginner完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
1秒前
852应助美丽的尔蓝采纳,获得10
1秒前
fzy完成签到,获得积分10
3秒前
Roy完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
5秒前
YUE完成签到,获得积分10
5秒前
七月完成签到,获得积分20
5秒前
充电宝应助吴垚采纳,获得10
5秒前
5秒前
6秒前
haha发布了新的文献求助10
7秒前
冲冲冲根本完成签到,获得积分10
7秒前
赵坤煊完成签到 ,获得积分10
7秒前
wyc发布了新的文献求助10
7秒前
grisco发布了新的文献求助10
9秒前
扶风阁主发布了新的文献求助10
9秒前
laide完成签到,获得积分10
10秒前
子渊完成签到 ,获得积分10
10秒前
所所应助沉淀采纳,获得10
10秒前
MENG应助cyz采纳,获得30
11秒前
11秒前
顾矜应助大魔王采纳,获得10
12秒前
健忘可愁完成签到,获得积分10
13秒前
快乐汉堡完成签到 ,获得积分10
13秒前
wyc完成签到,获得积分10
14秒前
星辰大海应助lyh采纳,获得10
14秒前
15秒前
15秒前
乐乐应助和谐尔阳采纳,获得10
16秒前
16秒前
在水一方应助LTY采纳,获得10
17秒前
老迟到的威完成签到,获得积分10
18秒前
18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
高温高圧下融剤法によるダイヤモンド単結晶の育成と不純物の評価 5000
Treatise on Geochemistry (Third edition) 1600
Vertebrate Palaeontology, 5th Edition 500
ISO/IEC 24760-1:2025 Information security, cybersecurity and privacy protection — A framework for identity management 500
碳捕捉技术能效评价方法 500
Optimization and Learning via Stochastic Gradient Search 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4714909
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4077519
关于积分的说明 12610532
捐赠科研通 3780610
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2088374
邀请新用户注册赠送积分活动 1114664
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 991865