Spin‐Dependent Generation of Surface‐Bound Radicals Toward Selective and Long‐Lasting Water Purification

激进的 电子转移 吸附 催化作用 材料科学 光化学 产量(工程) Crystal(编程语言) 电子顺磁共振 兴奋剂 饮用水净化 化学工程 水处理 电子 多相催化 无机化学 密度泛函理论 自旋态 劈理(地质) 键裂 分解水 化学 催化氧化
作者
Shuyu Wang,Jingqi Ruan,Jimin Shen,Pengwei Yan,Jiqiang Kang,Binyuan Wang,Shengxin Zhao,Xiaoguang Duan
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
标识
DOI:10.1002/adfm.202529316
摘要

ABSTRACT To address the self‐quenching and poor anti‐interference limitations of conventional free radical oxidation processes, this study develops an atomic engineering strategy to fine‐tune the spin state of α‐Fe 2 O 3 catalysts to modulate peroxymonosulfate (PMS) activation and selectively yield surface‐bound radicals. Specifically, Cu 2+ (3d 9 ) doping triggers Jahn‐Teller distortion, intensifying crystal field splitting and transitioning Fe spin state from high‐spin (e g = 2) to medium‐spin (e g = 1.38). The decreased electron density in the Fe‐e g orbital reduces σ* anti‐bonding interactions between Fe 3d and O 2p, thus strengthening adsorption and inducing moderate electron transfer to PMS. With electron co‐injection from Cu, the O‐O cleavage generates the surface‐bound SO 4 •− on Cu sites. While the 3d 10 of Zn 2+ has minimal impact on the crystal field, ensuring α‐Zn 0.1 Fe 1.9 O 3 in a relatively high‐spin (e g = 1.81), which promotes intense electron transfer to PMS to generate free SO 4 •− . Additionally, surface‐bound radicals endow the α‐Cu 0.1 Fe 1.9 O 3 /PMS 1.4‐fold higher aceclofenac removal k obs than α‐Zn 0.1 Fe 1.9 O 3 /PMS and superior anti‐interference capacity to water background factors, due to the extended lifespan, surface confined environment, and moderate oxidation potential of surface‐bound SO 4 •− . This study provides insights into the advanced design of spin‐regulated catalysts for surface‐bound radicals generation to secure both high oxidation and anti‐interference capacity in water purification processes.
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
刚刚
1秒前
2秒前
2秒前
2秒前
被划分发布了新的文献求助10
2秒前
momolalala完成签到,获得积分10
2秒前
文献互助1完成签到,获得积分10
2秒前
煎饼果子发布了新的文献求助30
3秒前
BJ123发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
Matt发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
4秒前
甜甜雁荷发布了新的文献求助10
4秒前
哈哈哈完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
透明木头完成签到,获得积分10
6秒前
cc发布了新的文献求助10
6秒前
slim完成签到,获得积分10
6秒前
温暖宛筠完成签到,获得积分10
6秒前
Mae发布了新的文献求助30
7秒前
不吃香菜完成签到,获得积分10
7秒前
Owen应助小树苗采纳,获得20
8秒前
wzc发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
小白发布了新的文献求助10
9秒前
lili发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
万能图书馆应助洁净笑白采纳,获得10
10秒前
青馨花语完成签到,获得积分20
10秒前
ding应助研友_Z1xNWn采纳,获得10
10秒前
午子诩发布了新的文献求助20
11秒前
Arya完成签到,获得积分10
11秒前
小风吹着完成签到,获得积分10
13秒前
共享精神应助不吃香菜采纳,获得10
13秒前
13秒前
13秒前
领导范儿应助成就的沛菡采纳,获得10
14秒前
14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
Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd Edition 8000
Comprehensive Methanol Science Production, Applications, and Emerging Technologies 2000
Building Quantum Computers 800
Translanguaging in Action in English-Medium Classrooms: A Resource Book for Teachers 700
Exosomes Pipeline Insight, 2025 500
Red Book: 2024–2027 Report of the Committee on Infectious Diseases 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5655064
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4796943
关于积分的说明 15071571
捐赠科研通 4813634
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2575243
邀请新用户注册赠送积分活动 1530632
关于科研通互助平台的介绍 1489263