Boron-Doped Carbon Material Modulated Highly Reactive Near-Free Fe(III) for Accelerated and Long-Lasting Fenton Oxidation with Hydrogen Peroxide as a Green Electron Donor

过氧化氢 催化作用 杂原子 石墨烯 化学 碳纤维 反应性(心理学) 电化学 光化学 芬顿反应 电子供体 氧化物 氧化还原 无机化学 过氧化物 化学工程 生物炭 光催化 羟基自由基 电子转移 反应机理
作者
Yiming Sun,Chenying Zhou,Shuang Meng,Shuang Zhong,Yang Liu,Chuan-Shu He,Peng Zhou,Bo Lai
出处
期刊:Environmental Science & Technology [American Chemical Society]
卷期号:59 (42): 22961-22972 被引量:1
标识
DOI:10.1021/acs.est.5c10132
摘要

Heteroatom doping has been applied as an excellent method for mediating the catalytic reactivity of carbon materials. To overcome the inherent defect of slow Fe(III) reduction in Fenton chemistry, this work finds that boron-doped carbon materials demonstrate high cocatalytic activity in boosting Fenton oxidation. During Fenton chain reactions catalyzed by boron-doped reduced graphene oxide (B-rGO, the typical boron-doped carbon material), highly reactive near-free Fe(III) formed on the B-rGO surface can dramatically promote H2O2 mediated Fe(III) reduction, which strongly accelerates the rate-determining reaction in Fenton chain reactions to generate hydroxyl radicals. The results of DFT calculations, electrochemical analysis, characterizations (XAFS, in situ Raman, and HAADF-STEM), and pH-dependent performance reveal that doped boron atoms can modulate the electron-deficient iron atom of FeOH2+ by stretching the Fe-O bond (from 163.6 to 179.2 pm), which forms near-free Fe(III) on the B-rGO surface with higher oxidation capability than free Fe(III), and the Fe(III) oxidation potential is positively and linearly related to the boron content of B-rGO (R2 = 0.96). Moreover, near-free Fe(III) can dramatically oxidize H2O2 (a green electron donor) to accelerate Fe(II) regeneration, thereby promoting Fenton chain reactions for long-lasting Fenton oxidation. These discoveries afford a strategy for designing green and sustainable cocatalysts to overcome the intrinsic weaknesses of classical Fenton chemistry.
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
Ava应助123啊采纳,获得10
1秒前
自觉的以柳关注了科研通微信公众号
1秒前
黄太白完成签到 ,获得积分10
3秒前
英姑应助张XX采纳,获得10
4秒前
怕黑的半烟完成签到,获得积分10
4秒前
共享精神应助鱿鱼苦瓜汤采纳,获得10
4秒前
5秒前
5秒前
5秒前
XYZ发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
6秒前
Ava应助小此君采纳,获得10
7秒前
ymh完成签到,获得积分10
7秒前
DXDPG发布了新的文献求助10
7秒前
凡夫俗子完成签到,获得积分10
7秒前
懒洋洋完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
9秒前
Jasper应助liu采纳,获得10
9秒前
科研通AI6.4应助龙虾饭采纳,获得10
9秒前
Sixy发布了新的文献求助10
10秒前
小笨蛋完成签到,获得积分10
10秒前
会飞的猪发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
科研小贩完成签到,获得积分10
11秒前
Zhixiang发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
12秒前
13秒前
13秒前
13秒前
13秒前
阿豪完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
关君完成签到 ,获得积分10
14秒前
lllllll完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
飞雪之舞完成签到,获得积分10
15秒前
竹忆应助YiyChan采纳,获得10
15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
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
核安全综合知识2024版 500
Photothermal Science and Techniques 500
Digital Displacement Hydrostatic Transmission for Rotorcraft and Distributed Propulsion 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 7711985
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9268217
关于积分的说明 20070474
捐赠科研通 7288623
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3297365
关于科研通互助平台的介绍 2451890
邀请新用户注册赠送积分活动 2304435