Defect-induced electric field effects direct Fenton-like oxidation pathways towards polymerization for sustainable water treatment

氧化剂 聚合 污染物 材料科学 电子转移 化学工程 人体净化 水处理 碳纳米管 碳纤维 电场 化学 纳米技术 碎片(计算) 光化学 氧化磷酸化
作者
Banghai Liu,Changkun Yang,Xinping Huang,Yin Pan,Cheng Cheng,Wanqian Guo,Liyuan Liang,Zhenyu Wang,Feng He
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:16 (1): 10963-10963 被引量:24
标识
DOI:10.1038/s41467-025-65966-8
摘要

Polymerization-oriented Fenton-like oxidation of organic pollutants offers a promising method for energy harvesting while lowering carbon emissions. However, altering the organic pollutant removal route from molecular fragmentation to polymerization is challenging. Here we report that defect engineering, i.e., tailoring defect density in carbon catalysts, can strengthen polymeric decontamination in Fenton-like oxidation reactions. Theoretical and experimental results show that the vacancy defect-induced electric field on carbon nanotubes accelerates electron transfer from 4-chlorophenol to surface-bound peroxymonosulfate, increasing the formation of polymeric precursors (i.e., phenoxonium) via the two-electron transfer route. The defects suppress the strong oxidizing species generation and enhance the precursor adsorption, simultaneously promoting the stabilization and aggregation of phenoxonium precursors for polymerization. The established oxidative system results in complete phenolic pollutant removal, with electron utilization efficiency reaching 551%. Life cycle assessment, toxicity assessments, and continuous operation tests demonstrate the system's applicability in real-world scenarios. Overall, this work provides a feasible approach to direct organic pollutant removal towards polymerization for sustainable water treatment.
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
1秒前
乐观的黑猫完成签到,获得积分20
1秒前
星辰大海的应助被多喝热水采纳,获得10
1秒前
Piggy完成签到,获得积分10
1秒前
carbonhan发布了新的文献求助10
2秒前
yinglam给yinglam的求助进行了留言
2秒前
3秒前
无花果的应助被可靠小猫咪采纳,获得10
3秒前
无花果的应助被科研通管家采纳,获得10
3秒前
3秒前
研友_VZG7GZ的应助被科研通管家采纳,获得10
3秒前
3秒前
丘比特的应助被科研通管家采纳,获得10
3秒前
JamesPei的应助被萄哥布鸽采纳,获得10
3秒前
W sir的应助被科研通管家采纳,获得10
3秒前
嘟嘟嘟的应助被科研通管家采纳,获得10
4秒前
4秒前
酷波er的应助被科研通管家采纳,获得10
4秒前
Hello的应助被科研通管家采纳,获得10
4秒前
赘婿的应助被科研通管家采纳,获得10
4秒前
NexusExplorer的应助被科研通管家采纳,获得10
4秒前
4秒前
烟花的应助被科研通管家采纳,获得10
4秒前
4秒前
充电宝的应助被科研通管家采纳,获得10
4秒前
4秒前
4秒前
小马甲的应助被科研通管家采纳,获得10
5秒前
嘟嘟嘟的应助被科研通管家采纳,获得10
5秒前
5秒前
Hello的应助被科研通管家采纳,获得10
5秒前
顾矜的应助被科研通管家采纳,获得10
5秒前
科研通AI6.4的应助被plateauman采纳,获得10
5秒前
jewel9发布了新的文献求助20
6秒前
7秒前
小七发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
铅笔完成签到,获得积分10
8秒前
冷傲平灵发布了新的文献求助10
8秒前
高分求助中
(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
Energie-Contracting 1500
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Oncology Clinical Trials: Successful Design, Conduct, and Analysis, Second Edition 800
Sustainable Engineered Micro/Nanofibers and Hybrid Nanocomposites for Environmental Remediation 400
Ecotourism 400
Liquidus diagram and viscosity estimation in pseudo-binary system Li2B6O10–LiF 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8075073
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9493569
关于积分的说明 21375150
捐赠科研通 7642618
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3399732
关于科研通互助平台的介绍 2529383
邀请新用户注册赠送积分活动 2438320