Synergistic Effect of Organic Ligands on Metal Site Spin States in 2D Metal–Organic Frameworks for Enhanced ORR Performance

过电位 金属有机骨架 钴 电催化剂 配体(生物化学) 化学 催化作用 密度泛函理论 溶解 组合化学 纳米技术 材料科学 无机化学 电化学 计算化学 有机化学 物理化学 电极 生物化学 受体 吸附
作者
Xiaofei Wei,Chuanhai Jiang,Huakai Xu,Yuguo Ouyang,Zhifei Wang,Chunyu Lu,Xiaoqing Lü,Jiandong Pang,Fangna Dai,Xian‐He Bu
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:13 (24): 15663-15672 被引量:55
标识
DOI:10.1021/acscatal.3c04100
摘要

Two-dimensional metal–organic frameworks (2D MOFs) can serve as effective electrocatalysts for oxygen reduction reaction (ORR) to improve fuel cell technology. However, how to further improve the electrocatalytic performance of 2D MOFs and reveal the mechanism of the ORR remains a great challenge. Hence, density functional theory is used to investigate the influence of organic ligand characteristics on the electrocatalytic ORR activity of 2D MOFs, in which cobalt atoms act as metal nodes. Combined with the calculations of formation energy and dissolution potential, all of the 2D Co-MOFs with different organic ligands show good structural stability. The calculation results showed that cobalt nodes modified by the synergistic regulation of triphenylene and hydroxyl groups exhibit superior electrocatalytic selectivity and activity with a low overpotential of 0.23 V for ORR. Based on the analysis of electronic structure, the enhanced spin state endows the Co node's moderate interaction with the key intermediates, which is conducive to facilitating the ORR process. Therefore, the mechanism of organic ligand regulation to improve the electrocatalytic ORR activity of 2D MOFs is further revealed in this work, which can provide theoretical guidance for the design and development of high-performance electrocatalysts in the future.
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
刚刚
平常母鸡完成签到 ,获得积分10
刚刚
Sunnig盈发布了新的文献求助20
1秒前
笨笨的铅笔完成签到,获得积分10
1秒前
华仔的应助被一颗猪采纳,获得30
2秒前
王东发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
4秒前
bodhi发布了新的文献求助10
4秒前
无极微光的应助被cling采纳,获得20
4秒前
无极微光的应助被cling采纳,获得20
4秒前
5秒前
舒适梦曼发布了新的文献求助10
6秒前
SciGPT的应助被小丸子采纳,获得10
6秒前
7秒前
7秒前
科研通AI2S的应助被精明以筠采纳,获得10
8秒前
8秒前
liuyimu完成签到,获得积分10
8秒前
王东完成签到,获得积分10
9秒前
简单妖妖完成签到 ,获得积分10
9秒前
9秒前
10秒前
早点睡觉发布了新的文献求助10
10秒前
结实荷花发布了新的文献求助10
11秒前
Manana发布了新的文献求助30
11秒前
11秒前
Tsuki发布了新的文献求助30
12秒前
12秒前
秋风的应助被Y_Y采纳,获得20
13秒前
37发布了新的文献求助10
13秒前
xx发布了新的文献求助10
14秒前
小二郎的应助被舒适梦曼采纳,获得10
14秒前
00发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
义气的采文完成签到,获得积分10
15秒前
李健的应助被一一采纳,获得10
17秒前
秋风的应助被123采纳,获得10
18秒前
18秒前
hmf1995发布了新的文献求助10
19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
Aspects of Post-SPE Phonology 2000
CODESSA 2000
Rosenblum, Global Change Biology 800
Berberine regulates the TLR4 signaling pathway to suppress hypoxia-induced proliferation and migration of pulmonary arterial smooth muscle cells 520
Organizational Behavior 510
The Welfare Assembly Line: Public Servants in the Suffering City 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 有机化学 化学工程 内科学 物理 生物化学 复合材料 催化作用 细胞生物学 人工智能 心理学 无机化学 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7851551
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9371168
关于积分的说明 20676496
捐赠科研通 7449017
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3344122
关于科研通互助平台的介绍 2486695
邀请新用户注册赠送积分活动 2367015