Elucidating Solvation Effects in Reactive Halogen Species-Initiated Ammonium Oxidation

溶剂化 化学 卤素 环境化学 铵 活性氧 有机化学 生物化学 分子 烷基
作者
Weijian Duan,Haitao Ma,Wei Wang,Chunhua Feng
出处
期刊:Environmental Science & Technology [American Chemical Society]
卷期号:59 (24): 12387-12396 被引量:3
标识
DOI:10.1021/acs.est.5c03717
摘要

Breakpoint chlorination is widely used for ammonium (NH4+) removal in water treatment, yet often requires excess chlorine and is hindered under acidic conditions. The underlying mechanisms of the proton-induced suppression remain elusive. This study demonstrates that NH4+ hydration significantly impacts reactive halogen species (RHS)-initiated oxidation. Our experimental and theoretical analyses revealed that the unique solvation shell of NH4+ features strong hydrogen bonding, which creates a protective barrier that limits oxidant access particularly at acidic pH values. HClO/ClO– was less effective in interacting NH4+ due to the strong solvation shell surrounding NH4+. In contrast, HBrO/BrO– with a larger ion radius and lower charge density can disrupt the solvation layer, resulting in superior oxidation efficiency. The addition of methanol effectively alleviated NH4+ solvation and lowered the energy barrier associated with the rate-determining desolvation step, and thus markedly enhancing its reactivity. Electrochemical experiments involving in situ RHS generation validated superior NH4+-N removal performance in NaBr-based systems compared to NaCl. Moreover, the NaBr-involved electrochemical approach enabled simultaneous NH4+ oxidation and Cu recovery from [Cu(NH3)4]2+-containing synthetic wastewater. This study highlights the important role of solvation effects on NH4+ oxidation and offers valuable insights for developing efficient strategies for NH4+-N removal in water 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
坚强土豆完成签到,获得积分10
1秒前
动听白开水完成签到,获得积分10
1秒前
杰杰完成签到,获得积分10
2秒前
高贵振家发布了新的文献求助10
3秒前
桐桐的应助被GZU_Bluest_LJS采纳,获得10
4秒前
hhh发布了新的文献求助10
5秒前
Akim的应助被claire采纳,获得10
5秒前
牛奶糖发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
SciGPT的应助被隐形的绣连采纳,获得10
6秒前
7秒前
爆米花的应助被碧蓝的垣采纳,获得10
7秒前
Soin完成签到,获得积分10
8秒前
晒透完成签到,获得积分10
8秒前
高贵振家发布了新的文献求助10
9秒前
yyyyyyyyy完成签到 ,获得积分10
9秒前
爆米花的应助被文静的银耳汤采纳,获得10
9秒前
10秒前
飞天星宇完成签到,获得积分10
10秒前
Evans完成签到,获得积分20
10秒前
lqy完成签到 ,获得积分10
10秒前
汉堡包的应助被坦率的丹云采纳,获得10
11秒前
烟花的应助被離1028采纳,获得10
11秒前
11秒前
秋风的应助被兴奋的诗霜采纳,获得10
12秒前
完美世界的应助被高贵振家采纳,获得10
12秒前
半夏发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
12秒前
14秒前
15秒前
玖玖呐完成签到,获得积分10
15秒前
lyy完成签到,获得积分10
15秒前
糖糖糖完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
在水一方的应助被小熊沙棘汁采纳,获得10
15秒前
tingting发布了新的文献求助10
16秒前
chenqinqin发布了新的文献求助10
17秒前
飞天星宇发布了新的文献求助10
17秒前
aa的应助被plaaf采纳,获得10
18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
CODESSA 2000
Rosenblum, Global Change Biology 800
Berberine regulates the TLR4 signaling pathway to suppress hypoxia-induced proliferation and migration of pulmonary arterial smooth muscle cells 520
Organizational Behavior 510
The Welfare Assembly Line: Public Servants in the Suffering City 500
Polymer-based Membranes for Separation and Recovery of Precious Metals 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 有机化学 化学工程 内科学 物理 生物化学 复合材料 催化作用 细胞生物学 人工智能 心理学 无机化学 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7849114
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9368953
关于积分的说明 20665334
捐赠科研通 7446285
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3342630
关于科研通互助平台的介绍 2486218
邀请新用户注册赠送积分活动 2365835