【DFT+實(shí)驗(yàn)】Nature子刊:主客體相互作用誘導(dǎo)動(dòng)態(tài)活性位點(diǎn),促進(jìn)類(lèi)Fenton反應(yīng)處理有機(jī)廢水 2023年12月5日 上午9:50 ? 計(jì)算 ? 閱讀 40 目前,不可生物降解有機(jī)污染物的排放造成了嚴(yán)重的水污染,基于過(guò)硫酸鹽(PDS和PMS)的類(lèi)Fenton工藝在水處理中受到廣泛關(guān)注。過(guò)硫酸鹽活化的第一步是通過(guò)在金屬中心上吸附過(guò)硫酸鹽來(lái)獲得電子轉(zhuǎn)移,然后產(chǎn)生活性物質(zhì),包括自由基(即O2??,?OH和SO4??)和非自由基物質(zhì)(即1O2,高價(jià)金屬和金屬-PMS復(fù)合物)。 近年來(lái),基于對(duì)金屬活性位點(diǎn)微環(huán)境的調(diào)控,人們致力于探索具有較高電子轉(zhuǎn)移的金屬活性位點(diǎn),并了解過(guò)硫酸鹽活化過(guò)程中自由基轉(zhuǎn)化的機(jī)制。然而,在實(shí)際反應(yīng)過(guò)程中,由于催化劑與反應(yīng)物分子之間存在界面雜化,催化劑的局部結(jié)構(gòu)也可能發(fā)生動(dòng)態(tài)變化。 近日,南開(kāi)大學(xué)展思輝和天津大學(xué)李軼等通過(guò)La和Co摻雜對(duì)SrTiO3單元進(jìn)行電子結(jié)構(gòu)和表面結(jié)構(gòu)修飾(STLC),以實(shí)現(xiàn)SrTiO3單元的動(dòng)態(tài)變化,并首次研究了STLC中單元的動(dòng)態(tài)變化與其在類(lèi)Fenton反應(yīng)中的催化性能之間的關(guān)系。 結(jié)果表明,PMS分子和鄰硝基苯酚(ONP)分子可以有效地吸附在STLC上,并在反應(yīng)過(guò)程中誘導(dǎo)不同取向的O-Sr-O和Co/Ti-O鍵的可逆拉伸振動(dòng)。 XAS和密度泛函理論(DFT)計(jì)算表明,STLC的規(guī)律動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)變化通過(guò)調(diào)節(jié)eg軌道增強(qiáng)了金屬-O鍵的強(qiáng)度,促進(jìn)了PMS活化過(guò)程中的電子轉(zhuǎn)移。 同時(shí),PMS的末端O被吸附在STLC的Co位點(diǎn)上,這一過(guò)程有效地促進(jìn)了關(guān)鍵SO5*中間體的生成,有利于Co活性中心上過(guò)硫酸鹽生成1O2和SO4??。 得益于高效的反應(yīng)物種產(chǎn)生以及對(duì)各種環(huán)境因素的抗性,STLC顯示出顯示出對(duì)類(lèi)Fenton激活的出色的效能和穩(wěn)定性,并且在各種類(lèi)型的有機(jī)物去除和不同的水基體處理方面也表現(xiàn)出了良好的性能。 綜上,該項(xiàng)工作不僅為類(lèi)Fenton反應(yīng)機(jī)理的研究提供了基礎(chǔ)性的見(jiàn)解,還為在原子水平上合理設(shè)計(jì)類(lèi)Fenton催化劑提供了策略。 Dynamic Active-site Induced by Host-guest Interactions Boost the Fenton-like Reaction for Organic Wastewater Treatment. Nature Communications, 2023. DOI: 10.1038/s41467-023-39228-4 原創(chuàng)文章,作者:計(jì)算搬磚工程師,如若轉(zhuǎn)載,請(qǐng)注明來(lái)源華算科技,注明出處:http://www.zzhhcy.com/index.php/2023/12/05/60e0133b4b/ 贊 (0) 0 生成海報(bào) 相關(guān)推薦 DMFT:二維磁性材料的準(zhǔn)確計(jì)算 2023年10月14日 【計(jì)算+實(shí)驗(yàn)文獻(xiàn)精讀】Materials Studio CASTEP模塊,一篇JACS! 2023年12月22日 【DFT+實(shí)驗(yàn)】李杲團(tuán)隊(duì):通過(guò)Bi?Ti?O?鉸鏈構(gòu)筑MXene-Bi?WO?異質(zhì)結(jié)構(gòu)提升LED光驅(qū)動(dòng)苯甲醇光氧化 2024年1月23日 福州大學(xué),新發(fā)AFM! 2025年2月25日 【純計(jì)算】EES:具有氧電催化活性的電化學(xué)穩(wěn)定二維材料 2024年2月3日 NSFC|可解釋、可通用的下一代人工智能方法重大研究計(jì)劃2023年度項(xiàng)目指南 2024年4月7日