A multiple Kirkendall strategy for converting nanosized zero-valent iron to highly active Fenton-like catalyst for organics degradation

柯肯德尔效应 催化作用 化学 电子转移 化学工程 材料科学 物理化学 冶金 工程类 生物化学
作者
Jianhua Qu,Zhuoran Li,Fuxuan Bi,Xiubo Zhang,Bo Zhang,Kaige Li,Siqi Wang,Mingze Sun,Jun Ma,Ying Zhang
出处
期刊:Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America [National Academy of Sciences]
卷期号:120 (39) 被引量:109
标识
DOI:10.1073/pnas.2304552120
摘要

Nanosized zero-valent iron (nZVI) is a promising persulfate (PS) activator, however, its structurally dense oxide shell seriously inhibited electrons transfer for O-O bond cleavage of PS. Herein, we introduced sulfidation and phosphorus-doped biochar for breaking the pristine oxide shell with formation of FeS and FePO 4 -containing mixed shell. In this case, the faster diffusion rate of iron atoms compared to shell components triggered multiple Kirkendall effects, causing inward fluxion of vacancies with further coalescing into radial nanocracks. Exemplified by trichloroethylene (TCE) removal, such a unique “lemon-slice-like” nanocrack structure favored fast outward transfer of electrons and ferrous ions across the mixed shell to PS activation for high-efficient generation and utilization of reactive species, as evidenced by effective dechlorination (90.6%) and mineralization (85.4%) of TCE. O 2 - contributed most to TCE decomposition, moreover, the SnZVI@PBC gradually became electron-deficient and thus extracted electrons from TCE with achieving nonradical-based degradation. Compared to nZVI/PS process, the SnZVI@PBC/PS system could significantly reduce catalyst dosage (87.5%) and PS amount (68.8%) to achieve nearly complete TCE degradation, and was anti-interference, stable, and pH-universal. This study advanced mechanistic understandings of multiple Kirkendall effects-triggered nanocrack formation on nZVI with corresponding rational design of Fenton-like catalysts for organics degradation.
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
1秒前
ldzjiao完成签到 ,获得积分10
1秒前
2秒前
yingying完成签到,获得积分10
4秒前
tomato发布了新的文献求助10
5秒前
十七发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
科研狗完成签到,获得积分10
7秒前
李李李完成签到,获得积分10
8秒前
HiDasiy完成签到 ,获得积分10
9秒前
9秒前
NN完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
科研通AI5应助十七采纳,获得10
15秒前
16秒前
16秒前
橙留香发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
sananananana完成签到,获得积分20
18秒前
GMY发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
20秒前
kaww发布了新的文献求助10
20秒前
zzxp完成签到,获得积分10
21秒前
22秒前
kyrykyry发布了新的文献求助10
22秒前
sananananana发布了新的文献求助10
23秒前
会化蝶发布了新的文献求助10
27秒前
28秒前
搞不动科研完成签到,获得积分10
28秒前
Luke Gee完成签到 ,获得积分10
29秒前
3D完成签到 ,获得积分10
30秒前
keleboys发布了新的文献求助10
31秒前
如意宛秋应助老狼采纳,获得10
31秒前
巅峰囚冰完成签到,获得积分10
32秒前
CodeCraft应助kaww采纳,获得10
35秒前
安紊完成签到,获得积分10
36秒前
36秒前
yht18893912614完成签到,获得积分10
37秒前
会化蝶完成签到,获得积分10
38秒前
高分求助中
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Neuromuscular and Electrodiagnostic Medicine Board Review 1000
こんなに痛いのにどうして「なんでもない」と医者にいわれてしまうのでしょうか 510
The First Nuclear Era: The Life and Times of a Technological Fixer 500
ALUMINUM STANDARDS AND DATA 500
Walter Gilbert: Selected Works 500
岡本唐貴自伝的回想画集 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3667802
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3226272
关于积分的说明 9768903
捐赠科研通 2936222
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1608316
邀请新用户注册赠送积分活动 759622
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 735407