清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

Bidentate HydrogenBonds Accelerate Interfacial Proton-CoupledElectron Transfer Kinetics by Reshaping Dynamic Water Networks onZero-Valent Iron Interfaces

化学 电子转移 氢键 齿合度 化学工程 动力学 零价铁 单宁酸 光化学 分子 化学物理 过氧化氢 电子供体 电子传输链 铁酸盐 氧化还原 动能 催化循环 红霉素 降级(电信) 催化作用 无机化学 纳米技术 分数(化学)
作者
Shilin Shi,Chi Zhang,Lu Yang,Yuwei Pan,Ying Zhang,Tong Zhang
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
标识
DOI:10.1021/jacs.6c12004
摘要

Abstract Proton-coupled electron transfer (PCET) at the solid–liquid interface is crucial for addressing the efficiency reduction of zerovalent iron (ZVI) materials in environmental pollution control, which stems from hindered iron cycling. In this study, we report a tannic acid-modified ZVI (TA-ZVI) that accelerates PCET by engineering an interfacial hydrogen-bonding network at the outer Helmholtz plane (OHP). Grafting ortho-phenolic hydroxyl groups onto ZVI reconstructs the interfacial water network, increases the fraction of weakly bound/free water, and enhances interfacial solvation/polarization relaxation, thereby lowering the kinetic barrier for PCET and promoting the generation and utilization of H*. The H* is subsequently delivered through the interfacial hydrogen-bonding network via a thermodynamically favorable Grotthuss-like pathway to the Fe(III) sites, thereby accelerating the iron cycle and enhancing the activity of the surface-bound Fe(II)-mediated 2e– ORR-Fenton reaction. Mechanistic investigations using phenolic analogues identify that ortho-phenolic hydroxyl groups are uniquely effective relative to para-/meta-configurations, owing to the formation of bidentate hydrogen bonds that confine and stabilize H*. Using sulfamethazine (SMT) as a model contaminant, TA-ZVI achieves 85% removal, substantially outperforming pristine ZVI, which removes only 19.8%. TA-ZVI also maintains effective and continuous SMT removal in real wastewater matrices and sustains stable operation for 1000 min in a continuous-flow membrane reactor. This work establishes dynamic hydrogen-bond-network engineering as a molecular strategy for regulating interfacial PCET and enhancing ZVI-based oxidative 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
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
11秒前
奋斗的妙海完成签到 ,获得积分0
17秒前
humorlife完成签到,获得积分10
24秒前
现代的冰海完成签到,获得积分10
24秒前
段鸿涛完成签到,获得积分10
24秒前
zyyicu完成签到,获得积分10
25秒前
DY完成签到,获得积分10
29秒前
林好人完成签到 ,获得积分10
33秒前
成就小蜜蜂完成签到 ,获得积分10
37秒前
诺亚方舟哇哈哈完成签到 ,获得积分0
38秒前
彭于晏应助有志者采纳,获得10
39秒前
ShishanXue完成签到 ,获得积分10
44秒前
幸福御姐完成签到,获得积分10
45秒前
zzz完成签到,获得积分10
45秒前
53秒前
aajhajkahna举报调皮的不评求助涉嫌违规
54秒前
哇咔咔完成签到 ,获得积分10
56秒前
112完成签到,获得积分10
57秒前
有志者发布了新的文献求助10
58秒前
1分钟前
chen完成签到,获得积分10
1分钟前
诸葛朝雪发布了新的文献求助10
1分钟前
话说dota完成签到 ,获得积分10
1分钟前
自然亦凝完成签到,获得积分10
1分钟前
Cherish完成签到,获得积分10
1分钟前
45度科研狗完成签到 ,获得积分10
1分钟前
111完成签到 ,获得积分10
1分钟前
有魅力的聪展完成签到 ,获得积分10
1分钟前
aajhajkahna举报luckyhan求助涉嫌违规
1分钟前
维尼完成签到,获得积分10
1分钟前
DHW1703701完成签到,获得积分0
1分钟前
1分钟前
林海完成签到 ,获得积分10
1分钟前
时尚的蜜蜂完成签到,获得积分10
1分钟前
向日葵完成签到 ,获得积分10
2分钟前
Dreamsli完成签到,获得积分10
2分钟前
顺心的不言完成签到 ,获得积分10
2分钟前
aspect完成签到 ,获得积分10
2分钟前
迷路万天完成签到,获得积分10
2分钟前
王燕峰发布了新的文献求助10
2分钟前
高分求助中
Markov Chain Monte Carlo 10000
(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
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 5000
Pediatric Dermoscopy Trichoscopy & Onychoscopy 1000
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
International Security Studies and Technology :Approaches, Assessments, and Frontiers 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 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7572390
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9151680
关于积分的说明 19573057
捐赠科研通 7156916
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3264072
关于科研通互助平台的介绍 2429500
邀请新用户注册赠送积分活动 2254366