Optimal Oxophilicity at the Fe‐Nx Interface Enhances the Generation of Singlet Oxygen for Efficient Fenton‐Like Catalysis

催化作用 单线态氧 轨道能级差 单重态 协同催化 光化学 化学 配体(生物化学) 反应性(心理学) Atom(片上系统) 过渡金属 氧气 材料科学 分子 有机化学 激发态 物理 医学 生物化学 受体 替代医学 病理 计算机科学 核物理学 嵌入式系统
作者
Yafei Fan,Menghui Chu,Haibin Li,Zhaoli Sun,Dezhi Kong,Jianfei Yao,Wang Guo,Yifeng Wang,Huaiyong Zhu
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:20 (43): e2403804-e2403804 被引量:9
标识
DOI:10.1002/smll.202403804
摘要

Abstract In the pursuit of efficient singlet oxygen generation in Fenton‐like catalysis, the utilization of single‐atom catalysts (SACs) emerges as a highly desired strategy. Here, a discovery is reported that the single‐atom Fe coordinated with five N‐atoms on N‐doped porous carbon, denoted as Fe‐N 5 /NC, outperform its counterparts, those coordinated with four (Fe‐N 4 /NC) or six N‐atoms (Fe‐N 6 /NC), as well as state‐of‐the‐art SACs comprising other transition metals. Thus, Fe‐N 5 /NC exhibits exceptional efficacy in activating peroxymonosulfate for the degradation of organic pollutants. The coordination number of N‐atoms can be readily adjusted by pyrolysis of pre‐assembly structures consisting of Fe 3+ and various isomers of phenylenediamine. Fe‐N 5 /NC displayed outstanding tolerance to environmental disturbances and minimal iron leaching when incorporated into a membrane reactor. A mechanistic study reveals that the axial ligand N reduces the contribution of Fe‐3d orbitals in LUMO and increases the LUMO energy of Fe‐N 5 /NC. This, in turn, reduces the oxophilicity of the Fe center, promoting the reactivity of *OO intermediate—a pivotal step for yielding singlet oxygen and the rate‐determining step. These findings unveil the significance of manipulating the oxophilicity of metal atoms in single‐atom catalysis and highlight the potential to augment Fenton‐like catalysis performance using Fe‐SACs.
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
1AN发布了新的文献求助10
1秒前
Sherwin完成签到,获得积分10
1秒前
xingxing发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
精明的烨霖完成签到,获得积分10
2秒前
山川无恙完成签到,获得积分20
3秒前
无极微光应助Lsmile采纳,获得20
4秒前
鱼鱼鱼完成签到,获得积分10
4秒前
DL发布了新的文献求助10
4秒前
阿喵完成签到 ,获得积分10
4秒前
刘123完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
nature发布了新的文献求助10
5秒前
GoGoGo完成签到,获得积分10
5秒前
黄佩瑶发布了新的文献求助10
5秒前
月月发布了新的文献求助10
5秒前
天天快乐应助Bob陈采纳,获得10
5秒前
小yy发布了新的文献求助10
5秒前
虫虫们发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
合适的幻然完成签到,获得积分10
6秒前
lydiaabc发布了新的文献求助10
6秒前
yaya应助笨笨采纳,获得10
7秒前
大个应助Raymond采纳,获得30
8秒前
luo发布了新的文献求助10
8秒前
chenzao完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
丰富思枫完成签到 ,获得积分10
9秒前
9秒前
温白开完成签到 ,获得积分10
9秒前
科研通AI2S应助抹茶小鱼仔采纳,获得10
9秒前
淡然又菡完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
易义德完成签到,获得积分10
11秒前
哈哈哈完成签到,获得积分10
11秒前
迷迷完成签到,获得积分10
12秒前
Lsm完成签到,获得积分10
12秒前
十二完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
科目三应助黄佩瑶采纳,获得10
12秒前
高分求助中
Adhesion Science: Principles & Practice 1234
Cold War Transcended: Australia's China Policy, 1949-1990 998
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
Testimonial Injustice and Trust 510
Burger's Medicinal Chemistry and Drug Discovery 400
Fundamentals of Body MRI 3rd Edition 400
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6641916
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8398864
关于积分的说明 17959940
捐赠科研通 5830570
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2968369
邀请新用户注册赠送积分活动 1943337
关于科研通互助平台的介绍 1859916