Modulating Electronic Structure Engineering of Atomically Dispersed Cobalt Catalyst in Fenton-like Reaction for Efficient Degradation of Organic Pollutants

催化作用 污染物 化学 降级(电信) 环境化学 化学工程 材料科学 无机化学 有机化学 计算机科学 电信 工程类
作者
Bingkun Huang,Xinyi Ren,Jian Zhao,Zelin Wu,Xinhao Wang,Xinyu Song,Xuning Li,Bin Liu,Zhaokun Xiong,Bo Lai
出处
期刊:Environmental Science & Technology [American Chemical Society]
卷期号:57 (37): 14071-14081 被引量:148
标识
DOI:10.1021/acs.est.3c04712
摘要

Currently, the lack of model catalysts limits the understanding of the catalytic essence. Herein, we report the functional group modification of model single atom catalysts (SACs) with an accurately regulated electronic structure for accelerating the sluggish kinetics of the Fenton-like reaction. The amino-modified cobalt phthalocyanine anchored on graphene (CoPc/G-NH2) shows superior catalytic performance in the peroxymonosulfate (PMS) based Fenton-like reaction with Co mass-normalized pseudo-first-order reaction rate constants (kobs, 0.2935 min-1), which is increased by 4 and 163 times compared to those of CoPc/G (0.0737 min-1) and Co3O4/G (0.0018 min-1). Density functional theory (DFT) calculations demonstrate that the modification of the -NH2 group narrows the gap between the d-band center and the Fermi level of a single Co atom, which strengthens the charge transfer rate at the reaction interface and reduces the free energy barrier for the activation of PMS. Moreover, the scale-up experiment realizes 100% phenol removal at 7200-bed volumes during 240 h continuous operation without obvious decline in catalytic performance. This work provides in-depth insight into the catalytic mechanism of Fenton-like reactions and demonstrates the electronic engineering of SACs as an effective strategy for improving the Fenton-like activity to achieve the goal of practical application.
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
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
橘子小狗完成签到,获得积分10
1秒前
善学以致用应助yzz采纳,获得10
1秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
1秒前
田様应助leo采纳,获得10
1秒前
1秒前
睡觉的猫发布了新的文献求助10
1秒前
BowieHuang应助半胖采纳,获得10
1秒前
jackY1256发布了新的文献求助10
1秒前
周国煌发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
2秒前
千屿完成签到,获得积分10
2秒前
精明觅荷完成签到,获得积分10
3秒前
ZHU完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
4秒前
4秒前
Alex发布了新的文献求助10
4秒前
白白发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
可爱的函函应助xx采纳,获得10
5秒前
量子星尘发布了新的文献求助30
5秒前
Foalphaz发布了新的文献求助10
6秒前
可爱的函函应助客服小祥采纳,获得10
6秒前
sygclever完成签到,获得积分10
6秒前
pluto应助Niuniu采纳,获得10
7秒前
7秒前
7秒前
yy完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
文静发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
8秒前
huajing关注了科研通微信公众号
8秒前
tomorrow发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
千屿发布了新的文献求助10
8秒前
范拽拽完成签到,获得积分10
8秒前
可爱的函函应助自信河马采纳,获得10
8秒前
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
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 2000
The Cambridge History of China: Volume 4, Sui and T'ang China, 589–906 AD, Part Two 1000
The Composition and Relative Chronology of Dynasties 16 and 17 in Egypt 1000
Real World Research, 5th Edition 800
Qualitative Data Analysis with NVivo By Jenine Beekhuyzen, Pat Bazeley · 2024 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5718762
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5254117
关于积分的说明 15287024
捐赠科研通 4868786
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2614471
邀请新用户注册赠送积分活动 1564338
关于科研通互助平台的介绍 1521791