Revista china de catálisis, 2026, 82, 187–200
Las nanopartículas de FeNi cooperan con sitios de un solo átomo para impulsar una catálisis no radical tipo Fenton: vías dominantes de transferencia de electrones y oxígeno singlete para una purificación eficiente de aguas residuales
Los sistemas heterogéneos tipo Fenton brindan soluciones sostenibles de purificación de agua; sin embargo, mejorar su eficiencia catalítica y su reciclabilidad sigue siendo un desafío. Desarrollamos una estrategia sencilla para preparar un catalizador de sitio de un solo átomo acoplado a nanopartículas (NP) de FeNi ([FeNi]NP,SAs-NC), que exhibe una fuerte sinergia entre las NP de FeNi y los sitios activos monodispersos de Fe/Ni. Este catalizador activa eficazmente el peroxomonosulfato (PMS) en concentraciones bajas (0,2 mmol/L), generando abundantes especies reactivas de oxígeno. En condiciones de flujo continuo, el sistema optimizado logró una degradación de más del 99 % de la sulfametazina en 3000 min, con una constante de velocidad cinética (k = 1,5758 min⁻¹) que es 16, 17 y 7 veces mayor que las de MIL-88B(Fe), MIL-88B(Fe,Ni) y FeNPs,SAs-NC, respectivamente. Los estudios mecanicistas demostraron que la activación del PMS se produce a través de una vía no radical dominada por el oxígeno singlete (¹O₂) y la transferencia directa de electrones, lo que mejora la resistencia a la interferencia de aniones inorgánicos y materia orgánica natural. Los cálculos de la teoría funcional de la densidad mostraron que las NP de FeNi donaron electrones para afectar los orbitales d en sitios de un solo átomo de Fe, mejorando su interacción con PMS para producir ¹O₂ y permitir la transferencia de electrones. Este estudio presenta un método viable para crear NP eficientes junto con catalizadores de sitio de un solo átomo para la limpieza ambiental.
Sistema EClassical 3200 HPLC equipado con bomba cuaternaria, desgasificador en línea, detector UV y compartimiento de columna controlado termostáticamente.
El sistema EClassical 3200 HPLC se utilizó para cuantificar la concentración residual de sulfametazina (SMZ) durante los experimentos de degradación catalítica. Permitió un seguimiento preciso de la cinética de degradación, lo que permitió determinar tasas de conversión y constantes cinéticas para evaluar el rendimiento catalítico del catalizador (FeNi)NPs,SAs-NC en la reacción tipo Fenton.
