Crystallinity engineering for overcoming the activity–stability tradeoff of spinel oxide in Fenton-like catalysis

催化作用 结晶度 尖晶石 吸附 化学 氧化物 化学工程 人体净化 无定形固体 无机化学 材料科学 有机化学 废物管理 工程类 冶金 结晶学
作者
Zhiyan Guo,Rongbo Sun,Zhijian Huang,Xiao Han,Haoran Wang,Chen Cai,Yuqin Liu,Xusheng Zheng,Wenjun Zhang,Xun Hong,Wen‐Wei Li
出处
期刊:Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America [Proceedings of the National Academy of Sciences]
卷期号:120 (15) 被引量:62
标识
DOI:10.1073/pnas.2220608120
摘要

A precise modulation of heterogeneous catalysts in structural and surface properties promises the development of more sustainable advanced oxidation water purification technologies. However, while catalysts with superior decontamination activity and selectivity are already achievable, maintaining a long-term service life of such materials remains challenging. Here, we propose a crystallinity engineering strategy to break the activity-stability tradeoff of metal oxides in Fenton-like catalysis. The amorphous/crystalline cobalt-manganese spinel oxide (A/C-CoMnOx) provided highly active, hydroxyl group-rich surface, with moderate peroxymonosulfate (PMS)-binding affinity and charge transfer energy and strong pollutant adsorption, to trigger concerted radical and nonradical reactions for efficient pollutant mineralization, thereby alleviating the catalyst passivation by oxidation intermediate accumulation. Meanwhile, the surface-confined reactions, benefited from the enhanced adsorption of pollutants at A/C interface, rendered the A/C-CoMnOx/PMS system ultrahigh PMS utilization efficiency (82.2%) and unprecedented decontamination activity (rate constant of 1.48 min-1) surpassing almost all the state-of-the-art heterogeneous Fenton-like catalysts. The superior cyclic stability and environmental robustness of the system for real water treatment was also demonstrated. Our work unveils a critical role of material crystallinity in modulating the Fenton-like catalytic activity and pathways of metal oxides, which fundamentally improves our understanding of the structure-activity-selectivity relationships of heterogeneous catalysts and may inspire material design for more sustainable water purification application and beyond.
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
刚刚
hhhblabla应助军军问问张采纳,获得10
2秒前
2秒前
可靠之玉应助军军问问张采纳,获得10
2秒前
明亮无颜发布了新的文献求助10
2秒前
小毛逗发布了新的文献求助10
4秒前
lalala应助coolkid采纳,获得10
6秒前
ezio完成签到 ,获得积分0
8秒前
酷炫的映寒完成签到 ,获得积分10
8秒前
wanci应助周一采纳,获得10
8秒前
在望完成签到 ,获得积分10
8秒前
111完成签到 ,获得积分10
9秒前
超级怕冷的鹿子完成签到,获得积分10
9秒前
徐rl完成签到 ,获得积分10
11秒前
12秒前
精明的荔枝完成签到,获得积分10
13秒前
马家辉完成签到,获得积分10
13秒前
还在考虑完成签到,获得积分10
13秒前
明亮无颜完成签到,获得积分10
14秒前
要减肥的天寿完成签到,获得积分10
16秒前
Chen完成签到 ,获得积分10
17秒前
深深深海完成签到,获得积分10
18秒前
cqyyy完成签到 ,获得积分10
18秒前
大成子完成签到,获得积分10
18秒前
彭于晏应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
隐形曼青应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
今后应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
天天天才完成签到,获得积分10
19秒前
机灵桐发布了新的文献求助30
19秒前
yufanhui应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
我是老大应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
丘比特应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
19秒前
Orange应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
yufanhui应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
CodeCraft应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
Hello应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
yufanhui应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
搜集达人应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
高分求助中
中国国际图书贸易总公司40周年纪念文集: 回忆录 2000
Impact of Mitophagy-Related Genes on the Diagnosis and Development of Esophageal Squamous Cell Carcinoma via Single-Cell RNA-seq Analysis and Machine Learning Algorithms 2000
Die Elektra-Partitur von Richard Strauss : ein Lehrbuch für die Technik der dramatischen Komposition 1000
How to Create Beauty: De Lairesse on the Theory and Practice of Making Art 1000
Gerard de Lairesse : an artist between stage and studio 670
大平正芳: 「戦後保守」とは何か 550
LNG地下タンク躯体の構造性能照査指針 500
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 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3001565
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2661260
关于积分的说明 7208254
捐赠科研通 2297263
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1218219
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 594103
版权声明 592990