Intrinsic Electric Field Triggers Phenol Oxidative Degradation at Microbubble Interfaces

化学 苯酚 降级(电信) 催化作用 食腐动物 酚类 光化学 电场 氧化磷酸化 激进的 污染物 反应中间体 化学工程 质谱法 反应机理 动力学 催化循环 有机化学 羟基自由基 羟基化
作者
Jinheng Xu,Xiaowei Song,Yilin Lu,Lecheng Lyu,Chanbasha Basheer,Richard N. Zare
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:148 (1): 43-49 被引量:8
标识
DOI:10.1021/jacs.5c16083
摘要

Phenol, recognized for its environmental persistence and toxicity, typically necessitates high-energy or costly catalytic methods for its removal from industrial wastewater. In this study, we demonstrate the oxidative degradation of phenol at air-water interfaces (AWIs) by microbubbling air through water. High-resolution mass spectrometry revealed the transformation of phenol into progressively oxidized intermediates and ultimately into acetic acid, with a degradation rate of over 96% after 3 h for a 2 mM phenol solution. Complementary vortex experiments constructed a detailed degradation pathway involving sequential hydroxylation, dehydrogenation, and ring-cleavage processes. Radical scavenger experiments and DFT calculations indicate that the mechanism may follow an interfacial electric field-induced excitation pathway via radical reactions. The oxidation trend of para-halogenated phenols (F < Cl < Br < (H) < I) aligns with each radical's HOMO-LUMO gap, supporting the interfacial field-induced molecular activation mechanism. Compared to conventional advanced oxidation processes, our method offers reagent-free operation, reduced secondary pollution, and high efficiency under mild conditions. These findings highlight the AWI-mediated oxidation as a sustainable strategy for degrading phenolic pollutants in 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
刚刚
Deposit完成签到 ,获得积分10
刚刚
刚刚
syh发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
小蘑菇应助公司账号2采纳,获得10
1秒前
比巴卜完成签到,获得积分10
1秒前
LeeSunE发布了新的文献求助10
1秒前
丘比特应助HCT采纳,获得10
1秒前
一只医学dog完成签到,获得积分10
1秒前
HZZ完成签到,获得积分10
2秒前
cc完成签到,获得积分10
2秒前
Frieren完成签到 ,获得积分10
2秒前
Hello应助star采纳,获得10
2秒前
追寻的青易完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
3秒前
lai完成签到 ,获得积分10
3秒前
科研通AI6.2应助yang采纳,获得10
3秒前
zhou123432发布了新的文献求助10
3秒前
Easton丶完成签到,获得积分10
3秒前
江米条发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
机灵雅柏完成签到,获得积分10
4秒前
爱笑晓曼完成签到,获得积分10
5秒前
shao发布了新的文献求助10
5秒前
nini发布了新的文献求助10
5秒前
wzq完成签到 ,获得积分10
5秒前
小林发布了新的文献求助50
6秒前
wwt发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
6秒前
phdbio应助落后钢铁侠采纳,获得10
6秒前
danhbuh完成签到,获得积分10
6秒前
彭于晏应助一只医学dog采纳,获得10
6秒前
传奇3应助小明采纳,获得10
6秒前
方糖发布了新的文献求助10
6秒前
汉堡包应助小垃圾10号采纳,获得10
6秒前
cdercder应助LeeSunE采纳,获得10
6秒前
li完成签到,获得积分10
7秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
Environmental Leverage in Times of Climate Crisis: Product Standards, Carbon Border Measures and Preferential Trade Agreements 1000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Social Skills Improvement System-Rating Scales--Chinese Version 500
Dynamische Polarisation von H-1 und B-11 in (CH-3)-3NBH-3 500
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 7234647
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8860250
关于积分的说明 18689697
捐赠科研通 6902085
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3192615
关于科研通互助平台的介绍 2363451
邀请新用户注册赠送积分活动 2167206