Overcoming the Catalytic Activity–Stability Trade-Off by an Electrified Chainmail Membrane Composed of Copper Nanowires Encapsulated by Reduced Graphene Oxide

石墨烯 纳米线 氧化物 催化作用 纳米技术 氧化铜 化学 材料科学 化学工程 冶金 有机化学 生物化学 工程类
作者
Yangyang Zhang,Hongyi Zhang,Z. Y. Cai,Zhenghua Zhang
出处
期刊:Environmental Science & Technology [American Chemical Society]
卷期号:59 (35): 19081-19093 被引量:5
标识
DOI:10.1021/acs.est.5c07110
摘要

Overcoming the catalytic activity-stability trade-off remains a critical challenge for advanced oxidation processes (AOPs). Here, we fabricate an electrified chainmail membrane, composed of copper nanowires encapsulated by reduced graphene oxide (CuNW@rGO), exhibiting both high catalytic activity and long-term stability. The electrified CuNW@rGO membrane/peroxymonosulfate (PMS) system efficiently degrades various water contaminants, including dyes, pharmaceuticals, and phenolics (73-98%). Meanwhile, this system also maintains stable performance over 50 h, with ∼100% PMS utilization efficiency and <10% performance degradation even under realistic treatment environment conditions. The exceptional performance of the CuNW@rGO membrane is attributed to the physical protection provided by the rGO shell and the promotion of copper valence redox cycling through the use of an applied electric field. High-valent copper species (Cu(III)) and electron transfer processes (ETP) dominate pollutant degradation (66.28%), while radical reactive species play a minor role. Oxygen-containing functional groups on the rGO shell serve as electronic transport pathways and reaction binding sites, facilitating charge permeation from the Cu core through the rGO shell to PMS. This work provides valuable theoretical insights into addressing the catalytic activity-stability trade-off in AOPs, paving the way for more sustainable and efficient wastewater treatment technologies.
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
2秒前
大模型应助木木采纳,获得10
2秒前
3秒前
kun发布了新的文献求助10
4秒前
斯文败类应助勿忘我采纳,获得10
5秒前
6秒前
无餍关注了科研通微信公众号
6秒前
7秒前
学术小白完成签到,获得积分10
7秒前
背后飞柏发布了新的文献求助10
8秒前
12秒前
木中一发布了新的文献求助10
13秒前
Jasper应助weixi采纳,获得10
13秒前
orixero应助缥缈傥采纳,获得10
13秒前
13秒前
13秒前
CHEN发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
withone完成签到,获得积分10
17秒前
CC发布了新的文献求助10
18秒前
清脆绮南发布了新的文献求助10
18秒前
21秒前
up完成签到 ,获得积分10
22秒前
22秒前
22秒前
搜集达人应助tang采纳,获得10
23秒前
24秒前
乐空思应助无餍采纳,获得30
24秒前
苏北发布了新的文献求助10
24秒前
缥缈傥发布了新的文献求助10
25秒前
25秒前
固态锂电专家完成签到,获得积分20
25秒前
hannah发布了新的文献求助10
26秒前
26秒前
kyt完成签到,获得积分10
27秒前
LONG发布了新的文献求助10
27秒前
桐桐应助CC采纳,获得10
28秒前
28秒前
晓晓完成签到,获得积分10
28秒前
木中一完成签到,获得积分10
29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
Autoparametric Resonance in Mechanical Systems 1000
Cosmos as Art Object: Studies in Plato's Timaeus and Other Dialogues 600
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
基于锂离子电池正极材料回收的绿色溶剂开发及工程化应用研究 500
Auslegungsgeschichte 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 7643490
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9216566
关于积分的说明 19772261
捐赠科研通 7208866
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3276689
关于科研通互助平台的介绍 2438241
邀请新用户注册赠送积分活动 2274439