Pulsed Electrolysis Unlocks Non-Noble-Metal Catalysis for Per- and Polyfluoroalkyl Substance Defluorination in Water

化学 电解 全氟辛酸 电化学 催化作用 电解水 无机化学 电极 金属 阴极保护 废水 本体电解 贵金属 氯维甲酸 电催化剂 反键分子轨道 法拉第效率 环境化学 水处理 化学工程
作者
Ying Yu,Shuchang Wang,Yanqiu Liu,Xiaoguang Duan,Xiaohong Guan
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
标识
DOI:10.1021/jacs.6c10422
摘要

Abstract Per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) pose severe threats to human health and global sustainable development. Electrochemical reduction (ECR) provides a promising reagent-free strategy for PFAS defluorination, yet its practical deployment is severely limited by cathodic PFAS repulsion and C–F bond stability. Herein, we report a pulsed electrolysis strategy using a non-noble metal Co/Ni electrode for PFAS defluorination in water. While Co sites activated C–F bonds and acted as atomic hydrogen (H*) pumps, Ni incorporation upshifted the d-band center of Co sites and strengthened PFAS/H* adsorption, collectively driving electron injection into C–F antibonding orbitals and subsequent H/F substitution. Furthermore, pulsed potentials dynamically modulated interfacial electrostatic interactions, enriching PFAS/protons on the electrode surface for effective defluorination. This strategy achieved a 10.5-fold higher perfluorooctanoic acid (PFOA, 0.5 μM) removal rate than that of potentiostatic operation, outperformed noble metal-based counterparts, delivered 83.8% PFOA removal and 87.3% defluorination within 5 h, and retained robust stability over 100 h. Moreover, it achieved up to 96.9% removal of multiple PFAS in real wastewater and reduced energy consumption by over 56% in continuous-flow electrolysis compared with reported technologies. Overall, this work provides a low-cost and sustainable non-noble metal electrochemical platform for practical PFAS 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
Orange应助善良海豚采纳,获得10
刚刚
1秒前
TY完成签到,获得积分10
2秒前
Owen应助朱琳采纳,获得10
2秒前
2秒前
派大力发布了新的文献求助10
3秒前
liuyu发布了新的文献求助10
3秒前
琪琪发布了新的文献求助10
4秒前
陈辉发布了新的文献求助10
4秒前
可爱幻柏发布了新的文献求助10
4秒前
愚人发布了新的文献求助10
4秒前
scx完成签到,获得积分20
5秒前
xiao双月完成签到,获得积分10
5秒前
英姑应助时闲采纳,获得10
6秒前
TY发布了新的文献求助10
6秒前
雪白妙之完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
丘比特应助木子采纳,获得10
7秒前
天语黑音发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
xubee完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
淅淅沥沥完成签到,获得积分20
9秒前
Sucrapipple完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
10秒前
FreeWind发布了新的文献求助20
10秒前
神勇咖啡豆完成签到,获得积分10
10秒前
彭于晏应助愚人采纳,获得10
10秒前
11秒前
tianwu发布了新的文献求助10
11秒前
AireenBeryl531应助Brak采纳,获得30
11秒前
12秒前
12秒前
奇怪完成签到,获得积分10
12秒前
Lucia完成签到 ,获得积分10
13秒前
Bob发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
14秒前
14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
An Introduction to Foreign Language Learning and Teaching 750
China Pluperfect I: Epistemology of Past and Outside in Chinese Art 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
The fast track to determining transfer functions of linear circuits: The student guide 500
The Analytical and Numerical Solution of Electric and Magnetic Fields 500
Synthesis of P-Chiral Phosphine Ligands and Their Applications in Asymmetric Catalysis 400
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 7623131
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9198534
关于积分的说明 19719102
捐赠科研通 7194465
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3273138
关于科研通互助平台的介绍 2435521
邀请新用户注册赠送积分活动 2268720