Precise coordination of high-loading Fe single atoms with sulfur boosts selective generation of nonradicals

反应性(心理学) 产量(工程) 硫黄 化学 激进的 单线态氧 Atom(片上系统) 光化学 结晶学 氧气 无机化学 材料科学 有机化学 计算机科学 冶金 替代医学 嵌入式系统 病理 医学
作者
Xunheng Jiang,Binghui Zhou,Weijie Yang,Jiayi Chen,Miao Chen,Zhongyuan Guo,Hao Li,Yang Hou,Xinhua Xu,Lizhong Zhu,Daohui Lin,Jiang Xu
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:51
标识
DOI:10.1073/pnas.2309102121
摘要

Nonradicals are effective in selectively degrading electron-rich organic contaminants, which unfortunately suffer from unsatisfactory yield and uncontrollable composition due to the competitive generation of radicals. Herein, we precisely construct a local microenvironment of the carbon nitride–supported high-loading (~9 wt.%) Fe single-atom catalyst (Fe SAC) with sulfur via a facile supermolecular self-assembly strategy. Short-distance S coordination boosts the peroxymonosulfate (PMS) activation and selectively generates high-valent iron–oxo species (Fe IV =O) along with singlet oxygen ( 1 O 2 ), significantly increasing the 1 O 2 yield, PMS utilization, and p -chlorophenol reactivity by 6.0, 3.0, and 8.4 times, respectively. The composition of nonradicals is controllable by simply changing the S content. In contrast, long-distance S coordination generates both radicals and nonradicals, and could not promote reactivity. Experimental and theoretical analyses suggest that the short-distance S upshifts the d -band center of the Fe atom, i.e., being close to the Fermi level, which changes the binding mode between the Fe atom and O site of PMS to selectively generate 1 O 2 and Fe IV =O with a high yield. The short-distance S-coordinated Fe SAC exhibits excellent application potential in various water matrices. These findings can guide the rational design of robust SACs toward a selective and controllable generation of nonradicals with high yield and PMS utilization.
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
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
溪川流完成签到,获得积分10
1秒前
jason完成签到,获得积分0
1秒前
怕孤独的广缘完成签到 ,获得积分10
1秒前
香蕉觅云应助大反应釜采纳,获得10
1秒前
月夜孤影完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
2秒前
今后应助矮小的海豚采纳,获得10
2秒前
Miners发布了新的文献求助10
2秒前
笔墨留香发布了新的文献求助10
2秒前
研友_VZG7GZ应助王先生采纳,获得10
3秒前
iwonder完成签到 ,获得积分10
3秒前
可爱的函函应助追寻采纳,获得10
3秒前
4秒前
清脆火龙果完成签到,获得积分10
4秒前
可爱的函函应助暴躁的苡采纳,获得10
4秒前
我爱吃火锅完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
7九完成签到,获得积分10
5秒前
NexusExplorer应助晞晞采纳,获得10
6秒前
Zx_1993应助典雅涵瑶采纳,获得50
6秒前
乐乐应助Qing采纳,获得10
6秒前
四叶草哦完成签到,获得积分10
7秒前
宋浩奇发布了新的文献求助10
7秒前
Hello应助洁净诗槐采纳,获得10
8秒前
z荩完成签到,获得积分20
8秒前
虚拟的秋寒完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
111发布了新的文献求助10
9秒前
qpisuo发布了新的文献求助10
10秒前
deep完成签到,获得积分20
10秒前
11秒前
11秒前
浮游应助Zhengkeke采纳,获得10
12秒前
orixero应助云山采纳,获得10
13秒前
13秒前
13秒前
SciGPT应助chenping_an采纳,获得10
13秒前
14秒前
Yi羿完成签到 ,获得积分10
14秒前
高分求助中
Encyclopedia of Quaternary Science Third edition 2025 12000
(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
The Social Work Ethics Casebook: Cases and Commentary (revised 2nd ed.). Frederic G. Reamer 800
Beyond the sentence : discourse and sentential form / edited by Jessica R. Wirth 600
Holistic Discourse Analysis 600
Vertébrés continentaux du Crétacé supérieur de Provence (Sud-Est de la France) 600
Reliability Monitoring Program 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5341864
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4477955
关于积分的说明 13937502
捐赠科研通 4374208
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2403393
邀请新用户注册赠送积分活动 1396165
关于科研通互助平台的介绍 1368165