Synergistic Catalytic Ozonation Mediated by Dual Active Sites of Oxygen Vacancies and Defects in Biomass-Derived Composites for Long-Lasting Water Decontamination

人体净化 催化作用 氧气 吸附 氧化物 激进的 分解 纳米复合材料 材料科学 碳纤维 臭氧 水处理 复合材料 羟基自由基 化学 化学工程 复合数 废物管理 纳米技术 有机化学 工程类
作者
Yizhen Cheng,Zhonglin Chen,Pengwei Yan,Jimin Shen,Jing Kang,Shaobin Wang,Xiaoguang Duan
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:14 (6): 4040-4052 被引量:56
标识
DOI:10.1021/acscatal.3c05554
摘要

Environmental decontamination relies on low-cost, sustainable materials to drive diverse catalytic redox reactions. In this work, we used low-cost biomass to develop nanocomposites of N-doped carbon-supported zinc oxide (ZNC400) at a low temperature (400 °C), which exhibited ultrahigh activity in heterogeneous catalytic ozonation (HCO) for organic water decontamination. Our experimental and computational studies revealed the collaborative functions of dual active centers of defective carbons and oxygen vacancies (OVs)-containing zinc oxide (ZnO) at the composite interface for successive ozone (O3) adsorption and catalytic decomposition, respectively. Inspiringly, OVs on ZnO will spontaneously dissociate water molecules (H2O) to form surface hydroxyl groups (–OH) as key intermediates to accelerate O3 decomposition. This synergistic interplay results in the continuous generation of hydroxyl radicals (•OH) and maintains over 90.2% atrazine (ATZ) removal over five successive cycles, endowing ZNC400 with substantial reusability. Furthermore, four ATZ degradation pathways were proposed, and the corresponding toxicity was evaluated by the embryonic development of zebrafish in the treated water. Overall, the engineered dual-function catalyst effectively addresses the long-standing issue of poor stability of carbon materials in HCO and offers high-performance, cheap, and green catalysts for advanced water purification.
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
hzauyj发布了新的文献求助30
1秒前
sunny应助JeremyKarmazin采纳,获得10
1秒前
3秒前
3秒前
科研通AI6.2应助今我来思采纳,获得10
3秒前
4秒前
情怀应助白白白采纳,获得10
4秒前
爆米花应助RS采纳,获得10
4秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
5秒前
5秒前
科研通AI6.3应助aayu采纳,获得10
6秒前
6秒前
扶本宫起来完成签到 ,获得积分10
6秒前
无极微光应助小牛奶采纳,获得20
7秒前
星星包发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
姚小66完成签到 ,获得积分10
8秒前
wanci应助天空之下采纳,获得10
8秒前
可爱的函函应助Lareina采纳,获得10
8秒前
火影忍者完成签到,获得积分10
10秒前
huyaowen发布了新的文献求助10
10秒前
愉快铃铛关注了科研通微信公众号
10秒前
bbible完成签到 ,获得积分10
11秒前
11秒前
mingxi发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
Owen应助能干大树采纳,获得10
12秒前
12秒前
小呆呆完成签到 ,获得积分10
14秒前
情怀应助饭饭饭饭饭采纳,获得10
14秒前
14秒前
默认账号完成签到 ,获得积分10
15秒前
FashionBoy应助hzauyj采纳,获得30
17秒前
吴谦完成签到 ,获得积分10
19秒前
19秒前
wlw关注了科研通微信公众号
21秒前
正直从凝完成签到,获得积分10
22秒前
22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
Relation between chemical structure and local anesthetic action: tertiary alkylamine derivatives of diphenylhydantoin 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
Principles of town planning : translating concepts to applications 500
Iron‐Sulfur Clusters: Biogenesis and Biochemistry 400
Healable Polymer Systems: Fundamentals, Synthesis and Applications 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6071281
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7902822
关于积分的说明 16339597
捐赠科研通 5211704
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2787534
邀请新用户注册赠送积分活动 1770240
关于科研通互助平台的介绍 1648145