服务粉丝

我们一直在努力
当前位置:首页 > 财经 >

阿德莱德大学王少彬教授课题组 Small:限域FeOx@MnO2@SiO2微马达长时间运动和催化降解应用

日期: 来源:化学与材料科学收集编辑:化学与材料科学

点击蓝字关注我们

近日,阿德莱德大学王少彬教授和段晓光DECRA研究员在Small上发表了题为“Confined tri-functional FeOx@MnO2@SiO2 flask micromotors for long-lasting motion and catalytic reactions”的研究论文。作者在前期工作(Appl. Catal. B Environ. 286 (2021) 119903; Appl. Catal. B Environ. 315 (2022) 121593)的研究下,发现PMS(过一硫酸盐)可以以共价键或离子键的连接方式与MnO2形成新的复合物PMS*,从而占据MnO2的活性位点,进行降解去除有机污染物。
因此,本工作设计了一种多功能磁性的FeOx@MnO2@SiO2微马达,并对其在H2O2/PMS活化中的催化性能进行了研究,如图1。最内层的磁性FeOx纳米椭球主要通过类芬顿反应触发产生自由基物种(·OH和O2·-)攻击有机物。包覆在FeOx表面的MnO2层负责将H2O2分解成O2气泡,以提供溶液中的推动力,并产生SO4·-和·OH用于有机物降解。具有中空头部和尾部的外部SiO2微胶囊构建了运动的不对称Janus结构,可通过开口的尾部从内腔喷射出O2气泡。更重要的是,本工作首次提出,PMS通过球间相互作用占据Mn位来调节局部环境,以控制过氧化氢分解产生过剧烈的O2,并由于加强了FeOx与微反应器内的过氧物之间的接触和增强类Fenton反应从而提高了有机物去除率。最终,我们揭示了催化效率与运动行为/机理之间的关系。
图1 催化剂的XRD、SEM和STEM图
具体地,我们首先研究了催化剂中不同组分的合成以及结晶情况,并重点研究SiO2外壳的演变过程和不同的影响因素,如图2所示。在得到较为合理的参数后,我们尝试将FeOx@MnO2纳米颗粒作为种子,在其外部自我生长包裹SiO2外壳,此过程的生长示意图如图3所示。并且,随着生长时间的延长,SiO2外壳会逐渐长出中空并有开口的尾巴,如图4所示。随着尾巴的延长,微马达在双氧水中运动越来越慢,进而影响到对有机物的降解情况(图5和图6)。最终,本工作提供了一种新的微马达设计及其在PMS基的Fenton反应中的应用。
图2 SiO2外壳的SEM图
图3 FeOx@MnO2@SiO2微马达的生长示意图
图4 FeOx@MnO2@SiO2微马达随着时间生长的SEM图
图5 FeOx@MnO2@SiO2微马达的运动
图6 FeOx@MnO2@SiO2微马达的催化降解

作者简介

向上滑动阅览

王少彬 澳大利亚阿德莱德大学化学工程与先进材料学院终身教授。主要从事新型纳米材料开发、环境催化、二氧化碳储存与转化以及太阳能利用等领域的研究。在Acc. Chem. Res., Adv. Mater., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Energy Mater., Matter, Environ. Sci. Technol., ACS Catal., Water Res.等国际期刊发表学术论文超过600篇,含ESI高被引文章80余篇,Google Scholar总引用73000余次,h-index为147。同时,担任Chemical Engineering Journal Advances副主编和Journal of Colloid and Interface Science联合编辑,也是科睿唯安(Clarivate Analytics)/汤姆森路透(Thomson Reuters)工程,化学,环境/生态领域的2016-2022年的全球高被引科学家。

段晓光,现任澳大利亚阿德莱德大学化学工程与先进材料学院高级讲师及DECRA研究员。主要从事高级氧化技术、绿色催化和功能材料等方面研究。近年来在Chem Soc Rev, Acc Chem Res, Angew Chem, Adv Mater, Matter, Environ Sci Technol 等期刊发表高水平学术论文200余篇,总引用量超过22000次,H因子77。获得澳大利亚研究理事会优秀青年基金资助,2018-2020年连续被《澳大利亚人报》评为“Top 40 Rising Stars”,2018年获得ACS Catalysis青年科学家奖,于2020-2022年入选科瑞维安化学,环境/生态领域高被引学者。


原文链接

https://doi.org/10.1002/smll.202207666


相关进展

阿德莱德大学王少彬教授、南昆士兰大学王浩教授团队《Prog. Mater. Sci.》综述:环境中的微塑料问题和战略解决方案


化学与材料科学原创文章。欢迎个人转发和分享,刊物或媒体如需转载,请联系邮箱:[email protected]

扫二维码|关注我们

微信号 : Chem-MSE

诚邀投稿

欢迎专家学者提供化学化工、材料科学与工程产学研方面的稿件至[email protected],并请注明详细联系信息。化学与材料科学®会及时选用推送。

相关阅读

  • 江苏籍著名经济学家厉以宁逝世

  • 据北京大学新闻网消息,中国共产党党员、民盟中央原副主席、全国人大财经委员会原副主任、全国政协经济委员会原副主任,“改革先锋”奖章获得者、经济体制改革的积极倡导者,著名
  • 驻马达加斯加大使拜会马新任外交部长西拉

  • 2月23日,驻马达加斯加大使郭晓梅拜会马新任外交部长伊薇特·西拉。马外交部秘书长塔依希等在座。
    郭大使祝贺西履新,表示中方高度重视发展中马关系,近年来在两国领导人战略引
  • 《Science》发文!这个川农校友厉害了!

  • 2月24日,国际顶尖学术期刊《Science》正式刊发了我校校友、西北工业大学博士研究生秦涛为第一作者的研究论文。秦涛和他所在的邱强和王文教授团队以及合作者黄景辉和李春义团
  • 中国医科大学对我院进行临床实习专项督导检查

  • 2月15日上午,为强化临床实习带教质量,了解临床实习实际带教情况,中国医科大学教务处副处长于宏,学生处副处长祝海霆,教务处孙吉宁、冯迪,教学质量监控与评估处关雪,学生处石宇,校级
  • 西工大11位教师入选!创历史新高!

  • 近日,中国科协公布了第八届青年人才托举工程入选者名单,我校共11位教师入选,创历史新高。“青年人才托举工程”是中国科协于2015年启动的青年人才项目,面向有较大创新能力和发
  • 最新!这些进展,不容错过!

  • 大力弘扬创新精神深度聚焦科技前沿全面展现最新成果新一期“科研动态”新鲜出炉快来和北小化一起学习吧陈仕谋教授团队在《Advanced Materials》上发表研究论文近日,我校材料

热门文章

  • “复活”半年后 京东拍拍二手杀入公益事业

  • 京东拍拍二手“复活”半年后,杀入公益事业,试图让企业捐的赠品、家庭闲置品变成实实在在的“爱心”。 把“闲置品”变爱心 6月12日,“益心一益·守护梦想每一步”2018年四

最新文章

  • “国民零食”辣条,还能讲出新故事吗?

  • 2月27日,“首个吃辣条的人找到了”话题登上热搜,也让辣条这个“国民零食”再度成为网友讨论焦点。从5毛钱的小零食发展为百亿产业。数据显示,全国辣条年产值已达600多亿元,销往