Reaktionsmekanisme for O3-aktivering og singlet-iltgenerering på N-dopet defekte nanocarboner
Grafisk abstrakt. Kredit:Environmental Science &Technology (2022). DOI:10.1021/acs.est.1c08666
Et forskerhold ledet af prof. Cao Hongbin fra Institute of Process Engineering (IPE) ved det kinesiske videnskabsakademi har afsløret den katalytiske reaktionsmekanisme af O3 aktivering og singlet oxygen ( 1 O2 ) generation på N-dopet defekte nanocarboner.
Dette arbejde blev offentliggjort i Environmental Science &Technology den 26. maj.
Katalytisk ozonering er lovende for vandrensning på grund af dens fremragende ydeevne til bekæmpelse af forurenende stoffer, som generelt er afhængig af effektiv omdannelse af O3 til reaktive oxygenarter. Reaktionsmekanismen for katalytisk ozonering er dog stadig uklar.
I denne undersøgelse valgte forskerne otte repræsentative konfigurationer af N-dopede defekte nanocarboner (N-DNC'er) og 10 aktive steder og kortlagde systematisk O3 nedbrydningsprocesser på disse aktive steder ved density functional theory (DFT) beregninger.
De fandt ud af, at O3 kunne nedbrydes til en adsorberet atomart ilt (Oads ) og en 3 O2 på de aktive sider. Oannoncerne kan ikke kun fungere som en initiator til generering af reaktive oxygenarter, men også direkte angribe de organiske stoffer på partielle steder.
På N-stedet og C-stedet for N4 V2 system (quadri-pyridinisk N med to ledige stillinger) og pyridin-N-stedet ved kanten, O3 kunne aktiveres i 1 O2 ud over 3 O2 . N4 V2 systemet forventes at have den bedste aktivitet blandt de undersøgte N-DNC'er, sagde Dr. Yu Guangfei fra IPE.
Desuden blev maskinlæringsmodellerne baseret på DFT-resultaterne brugt til at korrelere O3 aktiveringsaktivitet med de lokale og globale egenskaber af katalysatoroverfladerne. Blandt flere modeller klarede XGBoost sig bedst, hvor den fortættede dobbelte deskriptor var den vigtigste funktion.
"Dette bidrag giver ikke kun indsigt i den molekylære mekanisme af katalytisk ozoniseringsproces på N-DNC'er, men demonstrerer også styrken ved at kombinere DFT-beregningen med maskinlæring til at forudsige katalytisk ydeevne af nye materialer," sagde prof. Xie Yongbing fra IPE. "Denne tilgang kan udvides til at søge efter og designe effektive katalysatorer til miljømæssige og andre applikationer." + Udforsk yderligere
Heterogen katalytisk ozonering:En lovende metode til vandrensning
Varme artikler
-
CO2-neutral brint fra biomasseKredit:Vienna University of Technology Uden fossile brændstoffer, der kan ikke være nogen højovnsproces – men brint kan spille en vigtigere rolle i fremtiden. En miljøvenlig proces er ved at blive -
Katalysatorer fundet til at omdanne kuldioxid til brændstofKredit:CC0 Public Domain Målet med at tackle den globale opvarmning ved at omdanne kuldioxid til brændstof kunne være et skridt nærmere, når forskere bruger en supercomputer til at identificere en -
Hvordan ens ladninger i enzymer styrer biokemiske reaktionerStrukturelt øjebliksbillede af enzymreaktionen i det humane enzym orotidin 5-phosphat decarboxylase. De to negative ladninger af substratet og enzymet frastøder ikke hinanden, men danner en attraktiv -
Modifikation og nedbrydning af Ni-rige katodebaserede Li-ion-batterierKredit:Shutterstock Der er opnået enighed om behovet for at erstatte fossilt brændstof med vedvarende energikilder, og størstedelen af verdens lande forpligter sig til at realisere CO2-neutralite
- Astronomer fanger sjælden kosmisk Jekyll og Hyde adfærd i dobbeltstjernesystem 19, 000 lysår væk
- American Airlines teknologileder taler om afbrydelser, hackere
- Broccoli i rummet - hvordan probiotika kunne hjælpe med at dyrke grøntsager i mikrotyngdekraft
- Hvordan man bevarer medarbejdermoralen under omkostningsbesparelser
- Dyre Tilpasninger til Hot Climates
- Lorena lander i det sydvestlige Mexico som kategori 1 -orkan