Direct Spectroscopic Evidence for Charge-Assisted Hydrogen-Bond Formation between Ionizable Organic Chemicals and Carbonaceous Materials

吸附 同核分子 傅里叶变换红外光谱 氢键 化学 碳纳米管 异核分子 质子 化学工程 材料科学 分子 有机化学 纳米技术 吸附 物理 量子力学 工程类
作者
Jinlong Zhang,Hao Zheng,Xiaoyun Li,Nana Li,Yifan Liu,Tao Li,Yue Wang,Baoshan Xing
出处
期刊:Environmental Science & Technology [American Chemical Society]
卷期号:56 (13): 9356-9366 被引量:33
标识
DOI:10.1021/acs.est.2c00417
摘要

The direct evidence for the formation of charge-assisted hydrogen bond (CAHB) between the charged groups of ionizable organic chemicals (IOCs) and carbonaceous materials with similar proton affinity remains elusive. We therefore selected three pharmaceutical contaminants (PCs) as representative IOCs to provide the direct evidence of CAHB formation between IOCs and functionalized carbon nanotubes (CNTs) and its intensity/contribution to PC sorption on CNTs by NMR, FTIR, and DFT analyses. Sorption of PCs on functionalized CNTs resulted in the FTIR characteristic peak that appeared at a higher frequency (3787 cm–1) and the 1H NMR characteristic peak that emerged at an extremely low-field region (<18.0 ppm), which can be used as the direct spectroscopic evidence for CAHB formation. Both homonuclear CAHB (HM-CAHB, e.g., [O–H···O]−) and heteronuclear CAHB (HT-CAHB, e.g., [N+–H···O–]/[O–H···N]+) exhibited a much higher sorption energy (|Eads| ≥ 56.24 kJ/mol) than ordinary hydrogen bond (OHB, |Eads| ≤ 6.136 kJ/mol), leading to a greater sorption contribution (HM-/HT-CAHB ≥ 42.3%, OHB ≤ 36.5%) and irreversibility (hysteresis index: HM-/HT-CAHB ≥ 1.69, OHB ≤ 0.43) of PCs on CNTs. This work presents the direct evidence for CAHB formation between IOCs and CNTs, which is significant for understanding and predicting the environmental fate and risk of IOCs, thus providing new insights for controlling their pollution using specifically designed carbonaceous materials.
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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
白潇潇发布了新的文献求助100
刚刚
温冰雪发布了新的文献求助10
1秒前
跳跃的易云完成签到 ,获得积分10
1秒前
坦率友儿给坦率友儿的求助进行了留言
1秒前
1秒前
wu发布了新的文献求助10
2秒前
柠檬小lin完成签到 ,获得积分10
2秒前
李健应助1937采纳,获得10
2秒前
LeeY.完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
专注的语堂完成签到,获得积分10
3秒前
z泽泽发布了新的文献求助10
3秒前
学术通zzz应助霍夫曼降解采纳,获得10
3秒前
4秒前
hanjresearch发布了新的文献求助10
5秒前
领导范儿应助lwenjing采纳,获得10
5秒前
柏小博完成签到,获得积分10
5秒前
念白完成签到 ,获得积分10
5秒前
KOAS发布了新的文献求助10
5秒前
8秒前
酷波er应助Tsct采纳,获得30
9秒前
lseyj完成签到,获得积分10
9秒前
敬老院N号应助长孙归尘采纳,获得10
9秒前
赘婿应助simpleblue采纳,获得30
9秒前
徽002给徽002的求助进行了留言
10秒前
情怀应助pan采纳,获得30
10秒前
10秒前
11秒前
11秒前
wu关闭了wu文献求助
11秒前
木子李发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
14秒前
14秒前
14秒前
14秒前
KOAS完成签到,获得积分10
14秒前
z泽泽完成签到,获得积分20
14秒前
无花果应助洛洛采纳,获得10
15秒前
15秒前
高分求助中
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger Heßler, Claudia, Rud 1000
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 1000
Natural History of Mantodea 螳螂的自然史 1000
A Photographic Guide to Mantis of China 常见螳螂野外识别手册 800
Autoregulatory progressive resistance exercise: linear versus a velocity-based flexible model 500
Spatial Political Economy: Uneven Development and the Production of Nature in Chile 400
Insecta 2. Blattodea, Mantodea, Isoptera, Grylloblattodea, Phasmatodea, Dermaptera and Embioptera 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 细胞生物学 免疫学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3328542
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2958550
关于积分的说明 8590968
捐赠科研通 2636861
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1443215
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 668574
邀请新用户注册赠送积分活动 655842