Hydrodechlorination of Trichloroethylene to Hydrocarbons Using Bimetallic Nickel−Iron Nanoparticles

双金属片 化学 无机化学 三氯乙烯 卤化 催化作用 脱氯作用 反应速率 反应速率常数 纳米颗粒 有机化学 材料科学 动力学 生物降解 纳米技术 物理 量子力学
作者
Bettina Schrick,Jennifer L. Blough,A. Daniel Jones,Thomas E. Mallouk
出处
期刊:Chemistry of Materials [American Chemical Society]
卷期号:14 (12): 5140-5147 被引量:550
标识
DOI:10.1021/cm020737i
摘要

High surface-area nickel−iron nanoparticles (1:3 Ni:Fe) have been studied as a reagent for the dehalogenation of trichloroethylene (TCE). Ni−Fe (0.1 g) nanoparticles reduced TCE from a 40-mL saturated aqueous solution (24 ppm) to <6 ppb in 120 min. The dehalogenation reaction, based on the surface area normalized rate constant, was 50−80 times slower using nanoiron or iron filings, respectively. On the bimetallic particles, the reaction occurs by nickel-catalyzed hydrodechlorination. As the iron actively corrodes, the cathodically protected nickel surface chemisorbs hydrogen ions. TCE adsorbed to the Ni surface is thus hydrogenated. This reaction competes kinetically with the evolution of molecular hydrogen. Hydrogenation of the C−Cl bond results in the formation of linear as well as branched saturated and unsaturated hydrocarbons. The final TCE degradation products are predominantly even-numbered saturated hydrocarbons, such as butane, hexane, and octane. The toxic dehalogenation products vinyl chloride (VC), 1,1-dichloroethylene (1,1-DCE), cis-dichloroethylene (cis-DCE), and trans-dichloroethylene (trans-DCE) form only in trace amounts and do not persist. A kinetic solvent isotope effect of kH2O/D2O = 14 was observed, which indicates that C−H bond formation is rate-determining. This explains why VC and DCE, which are formed at zerovalent iron surfaces by a reaction in which electron transfer is the rate-determining step, do not accumulate. The fast reaction rate and the absence of toxic side products suggest that bimetallic nanoparticles containing good catalysts for hydrogenation (e.g., Ni, Pd, Pt) should be improved materials for the in situ or ex situ dehalogenation of chlorinated organics.
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
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
zsk1122完成签到,获得积分10
2秒前
荔枝发布了新的文献求助10
2秒前
lyy完成签到 ,获得积分10
3秒前
6秒前
myuniv完成签到,获得积分10
6秒前
专注鸵鸟完成签到,获得积分10
6秒前
专注之双完成签到,获得积分10
7秒前
Zircon完成签到 ,获得积分10
8秒前
Much完成签到 ,获得积分10
9秒前
9秒前
充电宝应助颠覆乾坤采纳,获得10
10秒前
11秒前
无花果应助pz采纳,获得10
11秒前
zheng完成签到 ,获得积分10
13秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
14秒前
星辰大海应助荔枝采纳,获得10
14秒前
LJL发布了新的文献求助10
15秒前
meng发布了新的文献求助10
15秒前
无私的颤完成签到,获得积分10
15秒前
lucky完成签到 ,获得积分10
16秒前
Zel博博完成签到,获得积分10
16秒前
谷粱诗云完成签到,获得积分10
16秒前
yar应助myuniv采纳,获得10
16秒前
xc完成签到 ,获得积分10
17秒前
17秒前
干净的天与完成签到,获得积分10
17秒前
哈基米德应助毅诚菌采纳,获得10
19秒前
铁甲小杨完成签到,获得积分0
19秒前
20秒前
卡机了完成签到,获得积分10
21秒前
平淡绿柏完成签到,获得积分10
23秒前
架子猫发布了新的文献求助10
23秒前
23秒前
颠覆乾坤发布了新的文献求助10
24秒前
乔乔完成签到,获得积分10
25秒前
学术小白完成签到,获得积分10
25秒前
min完成签到,获得积分10
25秒前
25秒前
汉堡包应助slin_sjtu采纳,获得10
25秒前
czx完成签到,获得积分10
26秒前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 3000
徐淮辽南地区新元古代叠层石及生物地层 3000
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
Handbook of Industrial Diamonds.Vol2 1100
Global Eyelash Assessment scale (GEA) 1000
Picture Books with Same-sex Parented Families: Unintentional Censorship 550
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 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 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4038235
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3575992
关于积分的说明 11374009
捐赠科研通 3305760
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1819276
邀请新用户注册赠送积分活动 892662
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 815022