Site‐Specific Spin State Modulation in Spinel Oxides for Enhanced Nonradical Oxidation

密度泛函理论 尖晶石 催化作用 八面体 化学 自旋态 光化学 自旋(空气动力学) 电子结构 活动站点 化学物理 材料科学 计算化学 无机化学 结晶学 物理 晶体结构 热力学 生物化学 冶金
作者
Jingdan Shi,Yaxin Cheng,Ting Wang,Yanhua Peng,Xinlong Lin,Bing Tang,Mingbao Feng,Zechao Zhuang,Yuanmiao Sun,Xin Yu,Zhichuan J. Xu
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:64 (28): e202504189-e202504189 被引量:32
标识
DOI:10.1002/anie.202504189
摘要

Abstract Spinel oxides hold tremendous potential for driving advanced oxidation processes, yet the underlying mechanism for maximizing their activity remains unclear. In this study, we leverage tetrahedral and octahedral site interactions in Mn x Co 3‐x O 4 to modulate the spin states, specifically spin alignment and spin moment, thereby enhancing periodate (PI) activation and catalytic performance in contaminant degradation. Through combined experimental and density functional theory (DFT) analyses, we elucidate the role of spin alignment at synergetic tetrahedral and octahedral sites in facilitating quantum spin exchange interactions (QSEI) with an efficient electronic spin channel for charge transfer. Meanwhile, the engineered high spin configuration in CoMn 2 O 4 raises the d ‐band center, favoring stable PI* surface complex formation and accelerating the rate‐determining desorption of IO 3 − with a lower‐ICOHP value during the catalytic degradation of ciprofloxacin. As a result, the fine‐tuned spin state of CoMn 2 O 4 leads to enhanced overall reaction kinetics, with a 2.5‐fold increase compared to MnCo 2 O 4 and up to 22‐fold increase compared to the octahedrally‐active only catalysts. Such a site‐specific modulation has been found applicable to other spinel oxides, enlightening fine‐tuned electronic structure for maximizing 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
拾个勤天完成签到,获得积分10
2秒前
KevinSun完成签到,获得积分10
3秒前
蛋蛋科研tong完成签到 ,获得积分10
4秒前
dadazhou完成签到,获得积分10
4秒前
WHH完成签到,获得积分10
4秒前
GreenT完成签到,获得积分0
4秒前
lyf完成签到,获得积分10
5秒前
爱我不上火完成签到 ,获得积分10
6秒前
黄药师完成签到,获得积分10
6秒前
谨慎纸飞机完成签到,获得积分10
7秒前
积极的怜南完成签到,获得积分10
9秒前
keyaner完成签到 ,获得积分10
9秒前
如意完成签到,获得积分10
9秒前
wp4605应助老石采纳,获得30
10秒前
偷书贼完成签到,获得积分10
10秒前
lz完成签到,获得积分10
11秒前
鬼笔环肽完成签到,获得积分10
12秒前
Bob完成签到 ,获得积分10
13秒前
初七123完成签到,获得积分10
13秒前
初七123发布了新的文献求助10
16秒前
han完成签到,获得积分10
16秒前
不想起名字完成签到,获得积分10
16秒前
ZQY完成签到 ,获得积分10
17秒前
一颗糖完成签到 ,获得积分10
17秒前
希望天下0贩的0应助limh采纳,获得10
19秒前
而当下的完成签到,获得积分10
19秒前
寒冷的断秋完成签到,获得积分10
22秒前
23秒前
6S6完成签到,获得积分10
23秒前
Sun完成签到 ,获得积分10
23秒前
24秒前
zy大章鱼完成签到,获得积分10
24秒前
chi完成签到 ,获得积分10
26秒前
Green完成签到,获得积分10
28秒前
小暴完成签到,获得积分10
28秒前
29秒前
周奕迅发布了新的文献求助10
29秒前
任十三完成签到 ,获得积分10
29秒前
如意发布了新的文献求助10
29秒前
iourcc完成签到,获得积分10
32秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
Prescott's Microbiology: 2026 Release ISE 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
Cronologia da história de Macau 5000
Merrill's Atlas of Radiographic Positioning and Procedures - 3-Volume Set, 16th Edition 2000
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 1000
Erwählung und Berufung bei Paulus: Bedeutung, Entwicklung und Funktion einer Vorstellung in ihrem frühjüdischen und griechisch-römischen Kontext 850
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 7146138
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8792959
关于积分的说明 18581728
捐赠科研通 6740171
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3157804
关于科研通互助平台的介绍 2288390
邀请新用户注册赠送积分活动 2132163