Precise Regulation of Iron Spin States in Single FeN4 Sites for Efficient Peroxidase‐Mimicking Catalysis

催化作用 选择性 Atom(片上系统) 自旋(空气动力学) 自旋态 金属 化学 材料科学 磁化 穆斯堡尔谱学 化学物理 无机化学 结晶学 物理 有机化学 磁场 量子力学 热力学 计算机科学 嵌入式系统
作者
Qiuping Wang,Tianyang Liu,Kui Chen,Dan Wu,Cai Chen,Min Chen,Xianhui Ma,Jie Xu,Tao Yao,Yafei Li,Huang Zhou,Yuen Wu
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:18 (44): e2204015-e2204015 被引量:37
标识
DOI:10.1002/smll.202204015
摘要

The catalytic activity and selectivity of single-atom sites catalysts is strongly dependent on the supports structure and central metal coordination environment. However, the further optimization of electronic configuration to improve the catalytic performance is usually hampered by the strong coordination effect between the support and metal atoms. Herein, it is discovered that enzyme-mimicking catalytic performance can be enhanced at the fixed coordination single-atom Fe sites by regulating the Fe spin states. The X-ray absorption fine structure, 57 Fe Mössbauer spectrum, and temperature-dependent magnetization measurements reveal that the spin states of Fe in single FeN4 sites can be well manipulated via changing the pyrolysis temperature. The intermediate-spin Fe sites catalyst (t2g 4 eg 1) demonstrates a much higher peroxidase-mimicking activity in comparison with high-spin structure (t2g 3 eg 2). More importantly, the based enzymes system realizes sensitive detection of H2 O2 and glucose by colorimetric sensors with high catalytic activity and selectivity. Furthermore, theoretical calculations unveil that the intermediate-spin FeN4 promotes the OH* desorption process, thus greatly reducing the reaction energy barrier. These findings provide a route to design highly active enzyme-mimicking catalysts and an engineering approach for regulating spin states of metal sites to enhance their catalytic performance.
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
王军鹏完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
lan完成签到,获得积分10
1秒前
阿楠发布了新的文献求助10
1秒前
liu发布了新的文献求助10
1秒前
xianyaoz完成签到 ,获得积分0
1秒前
mumu发布了新的文献求助10
1秒前
夏夏发布了新的文献求助10
2秒前
bkagyin应助momo123采纳,获得30
3秒前
墨尔本小鹌鹑完成签到 ,获得积分10
3秒前
海孩子完成签到,获得积分0
4秒前
NexusExplorer应助1851611453采纳,获得10
4秒前
Lewis发布了新的文献求助10
6秒前
墨尔本小鹌鹑关注了科研通微信公众号
7秒前
7秒前
copycat完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
LLL应助xzf1996采纳,获得10
10秒前
10秒前
自由千青发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
完美世界应助活力汉堡采纳,获得10
12秒前
12秒前
ps完成签到,获得积分10
14秒前
陶醉新之发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
开心超人完成签到,获得积分10
16秒前
liu完成签到,获得积分20
16秒前
16秒前
Andrew发布了新的文献求助10
17秒前
玛璃鸶完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
完美世界应助开朗冬灵采纳,获得10
21秒前
22秒前
阿楠完成签到,获得积分20
22秒前
活力汉堡发布了新的文献求助10
23秒前
AZOEZ发布了新的文献求助20
23秒前
24秒前
ZAY完成签到 ,获得积分10
25秒前
is发布了新的文献求助10
25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
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
核安全综合知识2024版 500
Photothermal Science and Techniques 500
The Effective Clinical Neurologist 3ed 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 7714373
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9269786
关于积分的说明 20078512
捐赠科研通 7290733
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3298173
关于科研通互助平台的介绍 2452397
邀请新用户注册赠送积分活动 2305510