Single-Atom Iron Can Steer Atomic Hydrogen toward Selective Reductive Dechlorination: Implications for Remediation of Chlorinated Solvents-Impacted Groundwater

三氯乙烯 脱氯作用 环境修复 化学 吸附 零价铁 反应性(心理学) 地下水修复 地下水 催化作用 无机化学 光化学 环境化学 污染 生物降解 有机化学 生态学 岩土工程 替代医学 医学 病理 工程类 生物
作者
Zongsheng Liang,Chuanjia Jiang,Yueyue Li,Yaqi Liu,Jiaguo Yu,Tong Zhang,Pedro J. J. Alvarez,Wei Chen
出处
期刊:Environmental Science & Technology [American Chemical Society]
卷期号:58 (26): 11833-11842 被引量:19
标识
DOI:10.1021/acs.est.4c02756
摘要

Atomic hydrogen (H*) is a powerful and versatile reductant and has tremendous potential in the degradation of oxidized pollutants (e.g., chlorinated solvents). However, its application for groundwater remediation is hindered by the scavenging side reaction of H2 evolution. Herein, we report that a composite material (Fe0@Fe-N4-C), consisting of zerovalent iron (Fe0) nanoparticles and nitrogen-coordinated single-atom Fe (Fe-N4), can effectively steer H* toward reductive dechlorination of trichloroethylene (TCE), a common groundwater contaminant and primary risk driver at many hazardous waste sites. The Fe-N4 structure strengthens the bond between surface Fe atoms and H*, inhibiting H2 evolution. Nonetheless, H* is available for dechlorination, as the adsorption of TCE weakens this bond. Interestingly, H* also enhances electron delocalization and transfer between adsorbed TCE and surface Fe atoms, increasing the reactivity of adsorbed TCE with H*. Consequently, Fe0@Fe-N4-C exhibits high electron selectivity (up to 86%) toward dechlorination, as well as a high TCE degradation kinetic constant. This material is resilient against water matrix interferences, achieving long-lasting performance for effective TCE removal. These findings shed light on the utilization of H* for the in situ remediation of groundwater contaminated with chlorinated solvents, by rational design of earth-abundant metal-based single-atom catalysts.
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
wdf完成签到,获得积分10
1秒前
嘉心糖应助蓝天采纳,获得30
2秒前
贪玩含蕾完成签到,获得积分10
2秒前
一心完成签到,获得积分10
5秒前
等待的剑身完成签到,获得积分10
5秒前
阿巴阿巴完成签到 ,获得积分10
5秒前
JiaY完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
不安关注了科研通微信公众号
7秒前
无花果应助ihiroa采纳,获得30
7秒前
7秒前
8秒前
黄晓丽完成签到,获得积分10
9秒前
万能图书馆应助doppelganger采纳,获得10
10秒前
10秒前
发100篇SCI发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
12秒前
gurui完成签到,获得积分10
13秒前
蒲公英发布了新的文献求助10
13秒前
lizishu应助景飞丹采纳,获得10
13秒前
13秒前
14秒前
1111应助wugui采纳,获得10
15秒前
小张完成签到 ,获得积分10
15秒前
15秒前
16秒前
光亮的水之关注了科研通微信公众号
16秒前
16秒前
黄昏12123发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
19秒前
凋零发布了新的文献求助10
20秒前
研友_8KX15L完成签到,获得积分10
20秒前
20秒前
古德赖可发布了新的文献求助10
20秒前
美好剑通发布了新的文献求助10
20秒前
所所应助Jelly0519采纳,获得10
20秒前
21秒前
无助的人发布了新的文献求助10
23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
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Malcolm Fraser : a biography 700
Handbook of Optical Systems,Volume 6:Advanced Physical Optics 666
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6514628
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8308050
关于积分的说明 17754135
捐赠科研通 5616480
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2924688
邀请新用户注册赠送积分活动 1901681
关于科研通互助平台的介绍 1763116