Predicting the Mechanisms for H<sub>2</sub>O<sub>2</sub> Activation and Phenol Oxidation Catalyzed by Modified Graphene-Based Systems Using Density Functional Theory

石墨烯 催化作用 吸附 密度泛函理论 苯酚 分子 材料科学 氧气 氧化还原 化学工程 光化学 无机化学 化学 纳米技术 计算化学 有机化学 工程类
作者
Bo Gong,Calvin Ku,Han-Qing Yu,Patrick H.-L. Sit
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:14 (31): 35682-35693
标识
DOI:10.1021/acsami.2c08129
摘要

The heterogeneous Fenton-like reaction on metal-free graphene-based catalysts attracts great attention. However, a systematic and comprehensive understanding of the mechanisms for H2O2 activation and pollutant oxidation is still lacking. In this study, the heterogeneous Fenton-like mechanisms on doped and oxygen-containing graphene are investigated using density functional theory. The H2O2 tends to form a surface oxygen and a water molecule on the doped graphene. For the oxygen-containing graphene-based systems, relative to the groups in the basal plane, the separated groups on the edge including hydroxyl, carbonyl, and carboxyl readily activate H2O2 to hydroxyls. However, when the groups are close to each other, more additional side reactions might occur upon H2O2 adsorption, which may inhibit catalyst retrieval. Phenol is selected as a model pollutant to study its oxidation reaction with the adsorbed oxygen formed from the dissociated H2O2. The thermodynamics of the reactions depends significantly on the co-adsorption strengths over different catalysts. Our work provides key fundamental insights into the catalytic performance of various modified graphene-based systems, which could guide the future design and applications of heterogeneous Fenton reactions.

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
1秒前
1111发布了新的文献求助20
1秒前
林荫下的熊完成签到,获得积分10
1秒前
代泡泡完成签到,获得积分10
2秒前
橙橙橙橙完成签到,获得积分10
2秒前
sh完成签到,获得积分0
2秒前
遍欢应助松林采纳,获得10
3秒前
虚拟的黄蜂完成签到,获得积分10
3秒前
熬夜拜拜完成签到,获得积分10
3秒前
XXM0525完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
3秒前
4秒前
威武的人杰发布了新的文献求助200
4秒前
5秒前
小马甲应助MAKEYF采纳,获得10
5秒前
6秒前
7秒前
枫叶完成签到,获得积分10
7秒前
香蕉秋柳完成签到,获得积分10
9秒前
萌酱发布了新的文献求助10
10秒前
rhy发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
huang应助solo采纳,获得10
12秒前
12秒前
Leading完成签到,获得积分10
12秒前
大个应助娴娴采纳,获得10
13秒前
kai发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
hh完成签到,获得积分20
14秒前
花花发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
123发布了新的文献求助30
14秒前
物质得证完成签到,获得积分10
15秒前
跳跳糖关注了科研通微信公众号
15秒前
阿诺完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
xionghaizi完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
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
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 2500
Atlas of Aligner Treatment and Planning A Case-Based Approach 1000
Rocket Propulsion Elements, 10th Edition 800
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Soil mites of the family Rhagidiidae (Actinedida: Eupodoidea). Morphology, Systematics, Ecology 520
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 7443224
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9044423
关于积分的说明 19279757
捐赠科研通 7067937
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3238643
关于科研通互助平台的介绍 2402129
邀请新用户注册赠送积分活动 2222704