Unprecedented Relay Catalysis of Curved Fe1–N4 Single-Atom Site for Remarkably Efficient 1O2 Generation

催化作用 光化学 Atom(片上系统) 选择性 电子转移 双功能 化学 计算机科学 有机化学 嵌入式系统
作者
Man Yang,Keying Wu,Shaodong Sun,Jianglin Duan,Xin Liu,Jie Cui,Shuhua Liang,Yujing Ren
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:13 (1): 681-691 被引量:68
标识
DOI:10.1021/acscatal.2c05409
摘要

The design of catalysts and catalytic processes for high efficiency and selectivity of important singlet oxygen (1O2) active species generation in oxidation reactions is still challenging, especially utilizing abundant and environmental O2 without photoelectric field or extra thermal condition. Herein, a curved Fe1–N4 single-atom site is developed by incorporating isolated Fe single atom into nanodiamond with high-curvature surface. It leads to an unprecedented relay catalysis route, in which the activation of O2 is coupled with peroxymonosulfate (PMS) activation, to efficiently generate 1O2 species. In detail, PMS is first activated on the curved Fe1–N4 site with electron donation to Fe single atom, accompanied by 1/2 equiv of 1O2 production. More importantly, due to the compressive strain of the curved Fe1–N4 site with a higher energy level of Fe 3dz2 orbital, the curved Fe1–N4 site with electron charge acquisition can directly transfer electron to O2 molecule and consequently trigger the generation of additional 1 equiv of 1O2. Taking advantage of this tandem process, remarkable efficiency and near 100% selectivity of 1O2 generation are achieved, which leads to an ultrahigh metal catalytic efficiency of 0.77 min–1 for tetracycline oxidative degradation and an outstanding catalytic performance for benzene alcohol selective oxidation. This work, on the one hand, opens up an efficient way to generate 1O2 by O2 activation in peroxide-based catalytic oxidations, and on the other hand, develops a bifunctional Fe1–N4 single-atom site with rapid electron gain and loss ability, which sheds light on further improving catalytic performance in single-atom catalysts via relay catalysis mechanism.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
goodgood敏完成签到,获得积分10
刚刚
更好的我完成签到,获得积分10
刚刚
不倦应助小w采纳,获得10
1秒前
风中的小丸子完成签到,获得积分10
1秒前
开心臭屁小牛牛完成签到,获得积分10
2秒前
踏实三问完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
2秒前
zzz发布了新的文献求助10
3秒前
LJ完成签到,获得积分10
3秒前
CodeCraft应助优美曼云采纳,获得10
3秒前
熊大完成签到,获得积分10
3秒前
drjyang完成签到,获得积分10
4秒前
yyyy完成签到,获得积分20
4秒前
seventhcat发布了新的文献求助10
5秒前
万能图书馆应助cyy1226采纳,获得10
5秒前
5秒前
5秒前
爱学习的孩纸完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
大力蚂蚁发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
万能图书馆应助噜噜晓采纳,获得10
7秒前
Jane2024完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
lll完成签到 ,获得积分10
8秒前
cici关注了科研通微信公众号
8秒前
8秒前
Cecelia_Kim发布了新的文献求助10
9秒前
Owen应助年轻的觅风采纳,获得10
9秒前
唱歌不着调完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
evelynnni完成签到,获得积分10
11秒前
欢hi丢厚发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
高高发布了新的文献求助10
13秒前
MCRing完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
smoon发布了新的文献求助10
13秒前
seven完成签到,获得积分10
13秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各位详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
中国兽药产业发展报告 1000
International Finance: Theory and Policy. 12th Edition 1000
줄기세포 생물학 1000
Biodegradable Embolic Microspheres Market Insights 888
Quantum reference frames : from quantum information to spacetime 888
Pediatric Injectable Drugs 500
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 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4414159
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3897255
关于积分的说明 12121604
捐赠科研通 3542904
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1944279
邀请新用户注册赠送积分活动 984670
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 881061