Unified electronic-geometric descriptor deciphers peroxymonosulfate activation using Fe-based dual-atom catalysts

反键分子轨道 催化作用 合理设计 产量(工程) 分子轨道 二进制数 工作(物理) 计算机科学 化学 材料科学 电子结构 动力学 轨道能级差 焊剂(冶金) 组合化学 计算化学 纳米技术 钥匙(锁) 化学工程 桥接(联网) 原子轨道 反应机理 密度泛函理论 纳米颗粒 生物系统 物理
作者
Yifei Wang,Dongyue Liu,Hao Wang,Yuqing Ma,Xuedi Sun,Yiyang Wu,Meng Liu,Yong-zhen Peng,Yanbiao Liu,Yifei Wang,Dongyue Liu,Hao Wang,Yuqing Ma,Xuedi Sun,Yiyang Wu,Meng Liu,Yong-zhen Peng,Yanbiao Liu
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:16 (1): 10491-10491
标识
DOI:10.1038/s41467-025-65500-w
摘要

The rational design of high-efficiency Fenton-like catalysts remains hindered by insufficient understanding of electronic-geometric synergy in peroxymonosulfate (PMS) activation. We transcend classical d-band theory by proposing a machine learning-decoded binary descriptor (BD) unifying orbital electronic structure (IOES) and orbital geometric structure (IOGS) indices to predict PMS activation pathways across diverse coordination environments. This BD framework quantifies antibonding orbital occupancy (via d-p hybridization) and geometric constraints (interatomic distance/O-H elongation), enabling precise screening of Fe-based dual-atom catalysts (DACs). Among FeM DACs (M = Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu), FeMn DACs with optimal BD values (IOES = 0.86, IOGS = 0.40) achieved 94.2% 1O2 yield and fast kinetics (kobs = 1.2 min⁻1) toward sulfadiazine degradation. Crucially, a flow-through reactor demonstrated >90% pollutant removal for 30 days at industrial flux (122.3 L m⁻2 h⁻1). This work establishes universal orbital-level design principles for sustainable water remediation, bridging atomic-scale insights to engineering-scale implementation.
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
2秒前
拾玖完成签到 ,获得积分10
4秒前
大好人发布了新的文献求助10
4秒前
科研通AI6.2应助Zhengmiao采纳,获得10
5秒前
聪明绝顶完成签到,获得积分10
5秒前
伏玉发布了新的文献求助10
6秒前
神宝嘎li应助谷晓阳采纳,获得10
6秒前
chwn326完成签到,获得积分10
6秒前
12秒前
13秒前
rr完成签到,获得积分20
14秒前
忆修完成签到,获得积分10
16秒前
lkl完成签到,获得积分10
16秒前
小心发布了新的文献求助20
17秒前
18秒前
阿白完成签到 ,获得积分10
18秒前
小筷子完成签到 ,获得积分10
19秒前
19秒前
20秒前
小半完成签到,获得积分10
20秒前
21秒前
宋伟发布了新的文献求助10
21秒前
22秒前
李健的小迷弟应助jianwu采纳,获得30
22秒前
华仔应助HYY采纳,获得10
23秒前
24秒前
淳于忆曼发布了新的文献求助10
24秒前
tt发布了新的文献求助10
24秒前
cm完成签到 ,获得积分10
25秒前
肥嘟嘟左卫门完成签到,获得积分10
25秒前
朴素狗发布了新的文献求助10
26秒前
曦麟发布了新的文献求助10
26秒前
李健的小迷弟应助007采纳,获得10
26秒前
xm发布了新的文献求助10
27秒前
mengjie完成签到,获得积分10
29秒前
诗酒趁年华完成签到,获得积分10
29秒前
肘子完成签到 ,获得积分10
29秒前
31秒前
v0id应助今天吃榴莲了吗采纳,获得10
32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
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
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 7740611
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9289226
关于积分的说明 20194730
捐赠科研通 7318813
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3306487
关于科研通互助平台的介绍 2458764
邀请新用户注册赠送积分活动 2316626