Isotope Effect between H2O and D2O in Hydrothermal Synthesis

热液循环 选择性 化学 溶剂 动力学同位素效应 同位素 水热合成 电化学 能斯特方程 无机化学 化学工程 物理化学 有机化学 催化作用 电极 工程类 物理 量子力学
作者
Xiuquan Zhou,Luning Wang,Xiulin Fan,Brandon Wilfong,Sz‐Chian Liou,Yi Wang,Huafei Zheng,Zhange Feng,Chunsheng Wang,Efrain E. Rodriguez
出处
期刊:Chemistry of Materials [American Chemical Society]
卷期号:32 (2): 769-775 被引量:17
标识
DOI:10.1021/acs.chemmater.9b04121
摘要

Synthetic chemists can use different solvents (for example, polar vs nonpolar) to affect solute–solvent interactions and therefore favor a particular reaction product. Using a different isotope of the same solvent to select the product, however, is uncommon. We find that water and heavy water (D2O) can select different products in the hydrothermal syntheses of iron-containing solids. Under hydrothermal and anaerobic conditions, water oxidizes iron to evolve hydrogen gas and a mixture of Fe2+- and Fe3+-containing solids. When we replace D2O for H2O under identical hydrothermal conditions, we can select thermodynamic products in our syntheses of iron-containing solids, whether it be oxides or chalcogenides. To explain this remarkable difference in product selectivity, we discover an unexpected difference in a fundamental property between H2O and D2O: their standard reduction potentials. Through electrochemical measurements and under strongly basic conditions (pH = 14), we find that the reduction potential of D2O is 109 mV lower than that of H2O. This difference in the reduction potential cannot be explained by the simple Nernst formulation. The unique product selectivity of D2O over H2O allows us to prepare iron chalcogenides with structures relevant to the iron-based superconductors.

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
丸子顺利毕业完成签到,获得积分10
刚刚
一只蓉馍馍完成签到,获得积分10
1秒前
磊大彪完成签到 ,获得积分10
1秒前
鳗鱼思雁完成签到,获得积分20
1秒前
1秒前
1秒前
2秒前
熊硕发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
咕噜肉完成签到,获得积分10
4秒前
科研通AI6.4应助hhh采纳,获得50
4秒前
4秒前
4秒前
科研通AI6.4应助Ti采纳,获得10
4秒前
鳗鱼思雁发布了新的文献求助10
4秒前
王大力完成签到,获得积分10
4秒前
无妄秋完成签到,获得积分20
4秒前
4秒前
1357695589完成签到,获得积分10
4秒前
yjh123应助kexing采纳,获得50
4秒前
冷酷的夜柳完成签到 ,获得积分10
5秒前
344完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
fantasy举报小甜菜求助涉嫌违规
5秒前
6秒前
嗯哼发布了新的文献求助20
6秒前
tph关闭了tph文献求助
6秒前
小苗发布了新的文献求助10
6秒前
Hello应助平淡日记本采纳,获得10
7秒前
7秒前
稳重发布了新的文献求助10
7秒前
潮湿小兰花完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
8秒前
8秒前
橘子发布了新的文献求助10
8秒前
roy_chiang发布了新的文献求助10
8秒前
无妄秋发布了新的文献求助10
8秒前
晓布衣发布了新的文献求助10
9秒前
超大一块小饼干完成签到 ,获得积分10
9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
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场规模及竞争格局分析报告 1000
模型平均及其应用 900
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Évora na Idade Média 555
作者名:Kristopher P. Plain,悉尼大学的,目前只能查到其四篇论文,想找到其博士论文 550
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7340671
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8953763
关于积分的说明 19005351
捐赠科研通 6992617
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3218771
关于科研通互助平台的介绍 2384385
邀请新用户注册赠送积分活动 2198760