Single-Atom Copper Promotes Efficient Generation of Hydroxyl Radicals under Alkaline Circumstances in a Photoelectrochemical Oxygen Reduction Process

激进的 化学 氧气 锐钛矿 电解质 光催化 析氧 无机化学 环境修复 氧化还原 催化作用 污染 电化学 有机化学 物理化学 生态学 生物 电极
作者
Jinxing Zhang,Jie Sun,Hongying Zhao,Guohua Zhao
出处
期刊:ACS ES&T engineering [American Chemical Society]
卷期号:2 (10): 1953-1963 被引量:9
标识
DOI:10.1021/acsestengg.2c00119
摘要

A traditional Fenton reaction suffers the limitation of acidic conditions, impeding its practical application for environmental remediation. Selective reduction of oxygen with sustainable photoelectrochemical (PEC) technology was first proposed to enlarge the practicable pH range of 7–11. A novel photoelectrode with single-atom copper anchored on oxygen vacancy anatase (Cu-SA/TiO2–x) was designed for the efficient production of hydroxyl radicals (HO•) in an alkaline solution. The in situ-formed O–Cu on the electrode surface promoted the decomposition of electrogenerated H2O2 into HO•. The optimal accumulated concentration of HO• was 276.23 μmol·L–1 during PEC reduction of O2 at pH = 9. The removal of sulfamethoxazole was up to 96.3% in 10 min with the Cu-SA/TiO2–x electrode with an apparent kinetic constant (kobs) of 0.311 min–1. The energy consumption, recycling capacity, and electrolyte effect were evaluated in detail from the perspective of actual application. Furthermore, the high removal of chemical oxygen demand (69.1–93.9%) and the efficient removal of total nitrogen (25.1–87.7%) in five real water samples were almost uninfluenced by water quality. This work not only proposed a strategy of HO• production in the alkaline environment but also provided guidance for developing sustainable and efficient technologies, especially for decentralized water treatment.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
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
zhuangxiaocheng完成签到 ,获得积分20
刚刚
1秒前
宇文老九完成签到,获得积分10
1秒前
丁一发布了新的文献求助10
1秒前
健忘芷完成签到,获得积分10
1秒前
miwen完成签到,获得积分10
1秒前
Reny发布了新的文献求助10
2秒前
田様应助阳光的映梦采纳,获得10
2秒前
华仔应助阳光的映梦采纳,获得10
2秒前
医者学也完成签到,获得积分10
2秒前
doudou发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
2秒前
123发布了新的文献求助30
2秒前
丘比特应助敏感的曼香采纳,获得10
2秒前
2秒前
3秒前
爱思唯尔大混蛋完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
4秒前
天天快乐应助nihao采纳,获得10
4秒前
4秒前
宇文老九发布了新的文献求助30
4秒前
weibinhu完成签到,获得积分10
4秒前
从容水蓝发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
在水一方应助第七个星球采纳,获得10
5秒前
发sci发布了新的文献求助10
5秒前
会飞的猪发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
852应助小y采纳,获得10
6秒前
未来完成签到 ,获得积分10
6秒前
852应助小侠采纳,获得10
6秒前
上官若男应助杜杜采纳,获得10
7秒前
班云霄完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
Reny完成签到,获得积分10
8秒前
黎123发布了新的文献求助10
8秒前
手可摘星辰不去高声语完成签到,获得积分10
8秒前
SPEAKERZ发布了新的文献求助10
8秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 3000
Terrorism and Power in Russia: The Empire of (In)security and the Remaking of Politics 1000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6045973
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7820207
关于积分的说明 16250378
捐赠科研通 5191364
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2777989
邀请新用户注册赠送积分活动 1761057
关于科研通互助平台的介绍 1644130