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:85
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
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
Murphy~完成签到,获得积分10
1秒前
magic_sweets完成签到,获得积分10
4秒前
葡萄小伊ovo完成签到 ,获得积分10
8秒前
纯情的凡双完成签到 ,获得积分10
9秒前
安风完成签到 ,获得积分10
10秒前
研究僧完成签到,获得积分10
11秒前
迭影完成签到,获得积分10
12秒前
腼腆的梦蕊完成签到 ,获得积分10
15秒前
20秒前
炎炎夏无声完成签到 ,获得积分10
21秒前
dmr发布了新的文献求助10
25秒前
史育川完成签到 ,获得积分10
26秒前
香蕉面包完成签到 ,获得积分10
27秒前
Zoey_Z完成签到,获得积分10
29秒前
Microbiota完成签到,获得积分10
29秒前
dawn完成签到 ,获得积分10
30秒前
lx完成签到,获得积分10
31秒前
是阿龙呀完成签到 ,获得积分10
34秒前
happiness完成签到 ,获得积分10
35秒前
jingx333完成签到 ,获得积分10
36秒前
jfw完成签到 ,获得积分10
37秒前
调皮的大炮完成签到 ,获得积分10
39秒前
黎长江完成签到,获得积分10
41秒前
杨港完成签到 ,获得积分10
41秒前
李月月完成签到,获得积分10
41秒前
Gavin完成签到,获得积分10
44秒前
49秒前
Yanping完成签到,获得积分10
51秒前
通过发布了新的文献求助10
53秒前
帅气的凌寒完成签到,获得积分10
53秒前
蔡从安发布了新的文献求助10
57秒前
肉包子完成签到,获得积分10
58秒前
58秒前
cdercder完成签到,获得积分0
59秒前
JamesPei应助通过采纳,获得10
1分钟前
长安完成签到 ,获得积分10
1分钟前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得30
1分钟前
Kao应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
Kao应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
Kao应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
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
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
模型平均及其应用 900
Nondestructive Testing Handbook: Vol. 4, Thermal and Infrared Testing (IR), 4th ed 800
Évora na Idade Média 555
作者名:Kristopher P. Plain,悉尼大学的,目前只能查到其四篇论文,想找到其博士论文 550
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
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 7347129
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8959181
关于积分的说明 19024231
捐赠科研通 6997536
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3220150
关于科研通互助平台的介绍 2385145
邀请新用户注册赠送积分活动 2200379