Insights into excitonic behavior in single-atom covalent organic frameworks for efficient photo-Fenton-like pollutant degradation

降级(电信) 污染物 共价键 Atom(片上系统) 化学 光化学 环境化学 材料科学 纳米技术 化学工程 计算机科学 有机化学 电信 工程类 嵌入式系统
作者
Chao Zhu,Mingzheng Yang,Bo Jiang,Lun Lu,Qile Fang,Yong Zheng,Shuang Song,Baoliang Chen,Yi Shen
出处
期刊:Nature Communications [Springer Nature]
卷期号:16 (1)
标识
DOI:10.1038/s41467-025-56103-6
摘要

The generation of radicals through photo-Fenton-like reactions demonstrates significant potential for remediating emerging organic contaminants (EOCs) in complex aqueous environments. However, the excitonic effect, induced by Coulomb interactions between photoexcited electrons and holes, reduces carrier utilization efficiency in these systems. In this study, we develop Cu single-atom-loaded covalent organic frameworks (CuSA/COFs) as models to modulate excitonic effects. Temperature-dependent photoluminescence and ultrafast transient absorption spectra reveal that incorporating acenaphthene units into the linker (CuSA/Ace-COF) significantly reduces exciton binding energy (Eb). This modification not only enhances peroxymonosulfate adsorption at Cu active sites but also facilitates rapid electron transfer and promotes selective hydroxyl radical generation. Compared to CuSA/Obq-COF (Eb = 25.6 meV), CuSA/Ace-COF (Eb = 12.2 meV) shows a 39.5-fold increase in the pseudo-first-order rate constant for sulfamethoxazole degradation (0.434 min-1). This work provides insights into modulating excitonic behavior in single-atom catalysts via linker engineering for EOCs degradation.

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
一树发布了新的文献求助20
刚刚
刚刚
Steven发布了新的文献求助10
1秒前
xxggyy007完成签到 ,获得积分10
1秒前
shi hui发布了新的文献求助10
1秒前
多多洛发布了新的文献求助10
1秒前
老三完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
SciGPT应助承乐采纳,获得10
2秒前
3秒前
陈增飞发布了新的文献求助10
3秒前
懦弱的难敌完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
6秒前
T9的梦应助lhjct0313采纳,获得30
6秒前
Tindal发布了新的文献求助10
7秒前
背后老六完成签到 ,获得积分10
8秒前
菠萝蜜完成签到 ,获得积分20
8秒前
wax应助丹丹采纳,获得10
10秒前
louis136116发布了新的文献求助10
10秒前
Xuech完成签到,获得积分10
10秒前
T9的梦应助土豆采纳,获得10
11秒前
ren完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
小将发布了新的文献求助20
13秒前
ren发布了新的文献求助10
14秒前
隐形曼青应助支葵采纳,获得30
14秒前
wax应助王京华采纳,获得10
14秒前
14秒前
李爱国应助louis136116采纳,获得10
15秒前
Steven完成签到,获得积分10
16秒前
张先生2365完成签到,获得积分10
16秒前
岁岁完成签到,获得积分10
17秒前
三七发布了新的文献求助10
18秒前
方赫然应助啊这啥啊这是采纳,获得10
18秒前
wz完成签到,获得积分10
18秒前
小晖晖完成签到,获得积分10
19秒前
Kiki发布了新的文献求助10
19秒前
叹千泠发布了新的文献求助10
20秒前
21秒前
高分求助中
BIOLOGY OF NON-CHORDATES 1000
进口的时尚——14世纪东方丝绸与意大利艺术 Imported Fashion:Oriental Silks and Italian Arts in the 14th Century 800
Zeitschrift für Orient-Archäologie 500
The Collected Works of Jeremy Bentham: Rights, Representation, and Reform: Nonsense upon Stilts and Other Writings on the French Revolution 320
Equality: What It Means and Why It Matters 300
A new Species and a key to Indian species of Heirodula Burmeister (Mantodea: Mantidae) 300
Apply error vector measurements in communications design 300
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 3348373
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2974612
关于积分的说明 8664853
捐赠科研通 2655245
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1453926
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 673171
邀请新用户注册赠送积分活动 663370