清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整的填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

Embedding electronic perpetual motion into single-atom catalysts for persistent Fenton-like reactions

光催化 催化作用 过氧乙酸 光化学 电子转移 材料科学 化学 分子 纳米技术 化学物理 组合化学 有机化学 过氧化氢
作者
Fei Chen,Yi-Jiao Sun,Xin-Tong Huang,Chang-Wei Bai,Zhiquan Zhang,Pijun Duan,Xin‐Jia Chen,Qi Yang,Han‐Qing Yu
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:121 (4) 被引量:30
标识
DOI:10.1073/pnas.2314396121
摘要

In our quest to leverage the capabilities of the emerging single-atom catalysts (SACs) for wastewater purification, we confronted fundamental challenges related to electron scarcity and instability. Through meticulous theoretical calculations, we identified optimal placements for nitrogen vacancies (Nv) and iron (Fe) single-atom sites, uncovering a dual-site approach that significantly amplified visible-light absorption and charge transfer dynamics. Informed by these computational insights, we cleverly integrated Nv into the catalyst design to boost electron density around iron atoms, yielding a potent and flexible photoactivator for benign peracetic acid. This exceptional catalyst exhibited remarkable stability and effectively degraded various organic contaminants over 20 cycles with self-cleaning properties. Specifically, the Nv sites captured electrons, enabling their swift transfer to adjacent Fe sites under visible light irradiation. This mechanism accelerated the reduction of the formed “peracetic acid-catalyst” intermediate. Theoretical calculations were used to elucidate the synergistic interplay of dual mechanisms, illuminating increased adsorption and activation of reactive molecules. Furthermore, electron reduction pathways on the conduction band were elaborately explored, unveiling the production of reactive species that enhanced photocatalytic processes. A six-flux model and associated parameters were also applied to precisely optimize the photocatalytic process, providing invaluable insights for future photocatalyst design. Overall, this study offers a molecule-level insight into the rational design of robust SACs in a photo-Fenton-like system, with promising implications for wastewater treatment and other high-value applications.
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
娇娇大王完成签到,获得积分10
5秒前
平常从蓉应助摆渡人采纳,获得10
6秒前
Linyi完成签到 ,获得积分10
13秒前
zly完成签到 ,获得积分10
15秒前
ycc完成签到,获得积分10
39秒前
ZHANG完成签到 ,获得积分10
40秒前
诸葛丞相完成签到 ,获得积分10
52秒前
John发布了新的文献求助10
1分钟前
墨雨云烟完成签到 ,获得积分10
1分钟前
lihe198900完成签到 ,获得积分10
1分钟前
陈秋完成签到,获得积分10
1分钟前
噼里啪啦完成签到,获得积分10
1分钟前
芝诺的乌龟完成签到 ,获得积分0
1分钟前
科研小白完成签到 ,获得积分10
1分钟前
胜胜糖完成签到 ,获得积分10
2分钟前
zz完成签到 ,获得积分10
2分钟前
胖胖橘完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
尹静涵完成签到 ,获得积分10
2分钟前
如意竺完成签到,获得积分10
2分钟前
情怀应助yaoliwen采纳,获得10
2分钟前
Kair完成签到 ,获得积分10
2分钟前
richard1357完成签到 ,获得积分10
2分钟前
少年完成签到,获得积分10
3分钟前
3分钟前
yaoliwen完成签到,获得积分10
3分钟前
宇文非笑完成签到 ,获得积分10
3分钟前
yaoliwen发布了新的文献求助10
3分钟前
老狗砸完成签到 ,获得积分10
3分钟前
ewind完成签到 ,获得积分10
3分钟前
科研通AI2S应助帮帮我好吗采纳,获得10
3分钟前
小马甲应助无限的老九采纳,获得10
3分钟前
科目三应助皮老师采纳,获得50
3分钟前
Shadow完成签到 ,获得积分10
4分钟前
飞云完成签到 ,获得积分10
4分钟前
王kk完成签到 ,获得积分10
4分钟前
香蕉觅云应助春华秋实采纳,获得10
4分钟前
Fred Guan完成签到 ,获得积分10
4分钟前
深情的凝云完成签到 ,获得积分10
4分钟前
轻松的飞阳完成签到 ,获得积分10
5分钟前
高分求助中
Sustainability in Tides Chemistry 2800
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
Rechtsphilosophie 1000
Bayesian Models of Cognition:Reverse Engineering the Mind 888
Defense against predation 800
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 568
Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary 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 3137039
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2788014
关于积分的说明 7784284
捐赠科研通 2444088
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1299724
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 625522
版权声明 600999