Interfacial Water Coordination on Ruthenium Oxide Nanoparticles Confined Within Covalent Organic Framework and Its Effect on Electrochemical Nitrate Reduction

纳米颗粒 吸附 电化学 材料科学 共价键 氧化钌 氧化物 无机化学 共价有机骨架 亚硝酸盐 分子 法拉第效率 氢键 化学工程 光化学 催化作用 分解水 氧化还原 可逆氢电极 从头算 氧化钛 化学 硝酸盐 金属有机骨架 反应性(心理学)
作者
Y Li,Xin Zhao,Arsenii S. Portniagin,Yuxuan Wu,Desui Chen,Haochen Liu,Andrey L. Rogach
出处
期刊:Advanced Science [Wiley]
卷期号:: e76147-e76147
标识
DOI:10.1002/advs.76147
摘要

ABSTRACT Electrochemical nitrate reduction reaction (NO 3 RR) enables sustainable and decentralized ammonia production. Here, we demonstrate how oxygen‐deficient ruthenium oxide (RuO x ) nanoparticles confined within the imine‐based covalent organic framework (COF) produced from 1,3,5‐tris(4‐aminophenyl)benzene (TAPB) achieve highly efficient nitrate‐to‐ammonia conversion, delivering a high Faradaic efficiency of 99.2% at ‐1.1 V vs Ag/AgCl in a neutral electrolyte. Crystal structure, optical spectra, and electronic state analysis reveal the strong interaction between RuO x nanoparticles and TAPB‐COF. The confined nanoparticles change the interlayer spacing of TAPB‐COF, which in turn results in the high oxygen‐deficiency of RuO x . Investigations by in situ optical spectroscopies and ab initio molecular dynamics simulations reveal the occurrence of a repelling effect on water molecules at the surface of hydrophobic TAPB‐COF framework, which contributes to the prevalence of 2‐coordinated water at the surface of RuO x nanoparticles. This ensures a slow‐down proton transfer kinetics, leading to suppression of the hydrogen generation as an undesired competing process. The upshift of d‐band center and bridge‐site adsorption due to the high oxygen‐deficiency and the shortened Ru−Ru distance of the confined RuO x nanoparticles contribute to the strengthened bonding of *NO 2 and *NOH intermediates, which alleviates the nitrite production and accelerates the NO 3 RR process.
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
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
linshunan发布了新的文献求助10
刚刚
绾绾完成签到 ,获得积分10
1秒前
new完成签到,获得积分10
1秒前
虹虹发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
zhang发布了新的文献求助10
2秒前
4秒前
完美世界应助super chan采纳,获得10
6秒前
思源应助阿花采纳,获得10
7秒前
Abelsci发布了新的文献求助30
9秒前
lixuran1998发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
想学完成签到,获得积分10
11秒前
13秒前
14秒前
七言山川发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
翁怜晴发布了新的文献求助10
15秒前
dddyrrrrr完成签到 ,获得积分10
15秒前
15秒前
英俊的铭应助hanxx采纳,获得10
16秒前
17秒前
Finger完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
娜娜发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
英吉利25发布了新的文献求助10
18秒前
太阳烛照完成签到,获得积分10
19秒前
栗子发布了新的文献求助10
19秒前
wubanghao发布了新的文献求助10
19秒前
海边的曼彻斯特完成签到 ,获得积分10
19秒前
落后乐荷完成签到,获得积分10
20秒前
20秒前
酷波er应助夕云采纳,获得10
20秒前
yi应助自由的芷烟采纳,获得10
21秒前
Finger发布了新的文献求助10
22秒前
新手上路完成签到,获得积分10
22秒前
Abelsci完成签到,获得积分0
23秒前
SciGPT应助嘛哩嘛哩轰采纳,获得10
24秒前
24秒前
高分求助中
(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
An Introduction to Foreign Language Learning and Teaching 750
China Pluperfect I: Epistemology of Past and Outside in Chinese Art 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Cosmos as Art Object: Studies in Plato's Timaeus and Other Dialogues 500
What is the Future of Psychotherapy in Digital Age? Technology, AI Bots, and Psychotherapy after Covid 444
煤炭地下气化渗流燃烧方法的研究 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7632041
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9206467
关于积分的说明 19744653
捐赠科研通 7201360
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3274739
关于科研通互助平台的介绍 2436632
邀请新用户注册赠送积分活动 2271402