Efficacy and mechanism of peroxymonosulfate activation by single-atom transition metal catalysts for the oxidation of organic pollutants: Experimental validation and theoretical calculation

催化作用 化学 过渡金属 吸附 活性炭 金属 电子转移 污染物 降级(电信) 催化氧化 光化学 无机化学 物理化学 有机化学 电信 计算机科学
作者
Jiahui Hu,Yubin Zou,Li Yin,Yanan Xiao,Mu Li,Lin Lin,Bing Li,Xiaoyan Li
出处
期刊:Journal of Colloid and Interface Science [Elsevier BV]
卷期号:645: 1-11 被引量:25
标识
DOI:10.1016/j.jcis.2023.04.093
摘要

Single-atom catalysts can activate peroxymonosulfate (PMS) to enhance its oxidation of organic pollutants in water treatment. We synthesized a series of carbon-supported single-atom transition metal catalysts (MnN@C, FeN@C, CoN@C, NiN@C, and CuN@C) with similar compositions and structures. Their catalytic activity toward PMS activation and oxidation mechanisms were investigated using acid orange 7 (AO7) as a model pollutant. The degradation rate (min−1·mol−1·g·m−2) of AO7 followed order: FeN@C/PMS (7.576 × 103) > MnN@C/PMS (5.104 × 103) > CoN@C/PMS (1.919 × 103) ≫ NiN@C/PMS (0.058 × 103) > CuN@C/PMS (0.035 × 103). Electron transfer mediated by surface-activated PMS was found to be the main regime of AO7 oxidation in the catalytic systems. Density functional theory calculations indicated that the degradation of AO7 was promoted by the intense adsorption of PMS and the electron transfer between AO7 and the surface-activated PMS on the catalyst. The cleavage of the naphthalene ring and the azo group was the primary degradation pathway. The toxicity of the products was significantly reduced. This research provides valuable findings for preparing highly efficient single-atom transition metal catalysts for PMS-based degradation of toxic and refractory organic pollutants from water.
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
无心的怜烟完成签到,获得积分10
刚刚
周晏平发布了新的文献求助10
刚刚
共享精神应助ANNI采纳,获得10
2秒前
科研通AI5应助彩色难摧采纳,获得10
2秒前
QIN发布了新的文献求助10
3秒前
lizhiqian2024发布了新的文献求助100
3秒前
Nostalgia_9发布了新的文献求助10
3秒前
DianaLee完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
乐乐应助心动采纳,获得10
6秒前
8秒前
xzy998应助舒适路人采纳,获得10
8秒前
尽快毕业完成签到 ,获得积分10
8秒前
明亮无颜完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
10秒前
10秒前
Nostalgia_9完成签到,获得积分10
10秒前
天竹子发布了新的文献求助10
11秒前
YY完成签到,获得积分10
11秒前
早点睡觉完成签到,获得积分20
13秒前
13秒前
甪用发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
13秒前
研友_VZG7GZ应助十亿少女梦采纳,获得10
14秒前
搜集达人应助周晏平采纳,获得10
15秒前
15秒前
彭于晏应助夕余采纳,获得20
15秒前
现代的芹完成签到 ,获得积分10
16秒前
一念初见发布了新的文献求助10
18秒前
小吕快跑发布了新的文献求助10
18秒前
东山道友完成签到 ,获得积分10
20秒前
ddd完成签到,获得积分10
22秒前
22秒前
gujianhua发布了新的文献求助20
22秒前
23秒前
南木楠完成签到,获得积分10
23秒前
WaveletZ完成签到,获得积分10
24秒前
大方大船完成签到,获得积分10
25秒前
高分求助中
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2500
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 500
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 450
A China diary: Peking 400
Brain and Heart The Triumphs and Struggles of a Pediatric Neurosurgeon 400
Cybersecurity Blueprint – Transitioning to Tech 400
Mixing the elements of mass customisation 400
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 3784418
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3329484
关于积分的说明 10242453
捐赠科研通 3044982
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1671481
邀请新用户注册赠送积分活动 800346
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 759372