2D MOFs Containing Bis(azabenzimidazole) and Dicarboxylate Moieties for the Efficient Oxygen Evolution Reaction and CO2Sorption

金属有机骨架 析氧 氧化还原 吸附 电化学 分解水 分子 化学 催化作用 配体(生物化学) 电催化剂 化学工程 无机化学 材料科学 电极 物理化学 有机化学 吸附 受体 工程类 光催化 生物化学
作者
Satyanarayana K. Konavarapu,Abhijit Garai,Debanjali Ghosh,Anindita Goswami,Debabrata Pradhan,Kumar Biradha
出处
期刊:Crystal Growth & Design [American Chemical Society]
卷期号:23 (5): 3623-3631 被引量:4
标识
DOI:10.1021/acs.cgd.3c00086
摘要

With the rapid advancement of electronic technology, the necessity for efficient electrode materials has been tremendously increasing. With this endeavor, the design of cost-saving, environment-friendly, and stable electrocatalysts from earth-abundant transition elements for water splitting is immensely desired. To this contribution, herein, we have aimed to design two stable Co(II)- and Ni(II)-containing redox-active metal–organic frameworks (Co-MOF and Ni-MOF) with a nitrogen-rich linear bis(azabenzimidazole) ligand and electron-rich dicarboxylic acids and explored the redox-active metal–organic frameworks (MOFs) as efficient heterogeneous catalysts for oxygen evolution reaction (OER) and CO2 sorption studies. The structural analysis of Co-MOF shows that it exhibits a double-walled square grid-type two-dimensional structure, whereas Ni-MOF exhibits a rectangular grid-type two-dimensional layered structure. Further, three-dimensional packing of both MOFs is formed by two-dimensional (2D) metal–ligand coordination layers via N–H···O hydrogen bonding interactions with the imidazole moiety and solvent molecules, resulting in one-dimensional cavities. These cavities have void spaces of 27.6 and 33.2% for Co-MOF and Ni-MOF, respectively, which are occupied by water molecules in Co-MOF and dimethylformamide (DMF) molecules in Ni-MOF. Electrochemical studies of these pristine MOFs infer that both MOFs display efficient OER activity in alkaline solutions. These MOFs demand overpotentials of 470 and 450 mV to generate a current density of 10 mA/cm2, which is nearly equivalent to 10% solar energy conversion efficiency. The 2D layers with nitrogen-rich ligands and oxygen-rich linkers are expected to promote better diffusion of electrons and protons in the course of the electrocatalytic process. The presence of hydrophilic channels further promoted to adsorb considerable amounts of CO2 gas (46 and 15 cm3/g, respectively) at 273 K and 1 bar pressure.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
Pooh完成签到 ,获得积分10
1秒前
舒克大王完成签到,获得积分10
2秒前
李健应助冬夜渐暖采纳,获得10
6秒前
7秒前
长至发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
007发布了新的文献求助10
9秒前
曾经的刺猬完成签到,获得积分10
11秒前
呜呜完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
景景好发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
Cherish发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
14秒前
枫林晚完成签到,获得积分10
15秒前
元狩完成签到 ,获得积分10
16秒前
16秒前
16秒前
BINGBING发布了新的文献求助50
17秒前
babalababa完成签到 ,获得积分10
18秒前
18秒前
lzp发布了新的文献求助10
19秒前
huayan发布了新的文献求助10
19秒前
脑洞疼应助其奈公何采纳,获得10
21秒前
JamesPei应助司空豁采纳,获得30
22秒前
22秒前
深情傲柔完成签到,获得积分10
22秒前
范浩然发布了新的文献求助10
23秒前
23秒前
独特冬天完成签到,获得积分10
25秒前
METEOR完成签到 ,获得积分10
25秒前
27秒前
夏睿阳完成签到,获得积分10
28秒前
刘钊扬发布了新的文献求助10
28秒前
希望天下0贩的0应助CAO采纳,获得10
29秒前
29秒前
风趣的可兰完成签到 ,获得积分10
30秒前
落寞的绾绾完成签到,获得积分10
30秒前
有趣的银发布了新的文献求助10
30秒前
高分求助中
Africanfuturism: African Imaginings of Other Times, Spaces, and Worlds 3000
Electron microscopy study of magnesium hydride (MgH2) for Hydrogen Storage 1000
Exhibiting Chinese Art in Asia: Histories, Politics and Practices 700
1:500万中国海陆及邻区磁力异常图 600
相变热-动力学 520
生物降解型栓塞微球市场(按产品类型、应用和最终用户)- 2030 年全球预测 500
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3897063
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3440957
关于积分的说明 10819222
捐赠科研通 3165879
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1748978
邀请新用户注册赠送积分活动 845091
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 788423