Electronic Tuning of Copper(II) Imidazole‐Benzimidazole Complexes for Efficient and Selective Oxygen Reduction Reaction

苯并咪唑 咪唑 化学 氧还原反应 氧气 还原(数学) 组合化学 光化学 无机化学 电化学 有机化学 物理化学 电极 几何学 数学
作者
Narisara Tanjedrew,Kittimeth Thammanatpong,Panida Surawatanawong,Pongkarn Chakthranont,Teera Chantarojsiri,Preeyanuch Sangtrirutnugul,Kai Schwedtmann,Kevin Schwedtmann,Jan J. Weigand,Supavadee Kiatisevi
出处
期刊:Chemcatchem [Wiley]
卷期号:17 (21)
标识
DOI:10.1002/cctc.202501081
摘要

Abstract A series of nature‐inspired copper(II) complexes with electronically tunable imidazole‐benzimidazole (ImBenz) ligands, including Cu( ImBenz‐H )Cl 2 , Cu( ImBenz‐NO 2 )Cl 2 , and Cu( ImBenz‐OCH 3 )Cl 2 , was designed to probe the cooperative influence of redox‐active ligands and metal centers on oxygen reduction reaction (ORR) activity. Single‐crystal X‐ray diffraction results for all three complexes confirm a distorted square planar geometry (τ 4 = 0.11–0.20). Electrochemical studies and rotating ring‐disk electrode (RRDE) experiments in neutral aqueous electrolyte revealed that Cu( ImBenz‐NO 2 )Cl 2 bearing an electron‐withdrawing group on the benzimidazole ring exhibited high selectivity for the 4‐electron reduction of O 2 to H 2 O, with the number of electrons transferred ( n ) of 3.8, yielding ∼14% H 2 O 2 . Cu( ImBenz‐H )Cl 2 favored the 2‐electron reduction of O 2 to H 2 O 2 , producing the highest H 2 O 2 yield (∼37%). In contrast, Cu( ImBenz‐OCH 3 )Cl 2 showed the mixed 2‐ and 4‐electron ORR pathways. Foot‐of‐the‐wave analysis (FOWA) revealed turnover frequencies of 10 2 s −1 for the catalysts with catalytic rates and product selectivity strongly influenced by the redox‐active ligand structure. These results demonstrate that the systematic electronic modification of the ligand with Cu(II) metal center is a powerful strategy for tuning ORR activity and selectivity, underscoring the potential of earth‐abundant copper complexes for future clean energy applications.

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
害羞的裘完成签到 ,获得积分10
3秒前
大意的晓亦完成签到 ,获得积分0
6秒前
小路完成签到,获得积分10
7秒前
萧羽完成签到,获得积分10
7秒前
大方忆秋完成签到 ,获得积分10
7秒前
自己完成签到,获得积分10
9秒前
Kevin完成签到 ,获得积分10
10秒前
lijiaqi完成签到 ,获得积分20
11秒前
kyt完成签到 ,获得积分10
12秒前
嫁个养熊猫的完成签到 ,获得积分0
12秒前
神勇的晟睿完成签到 ,获得积分10
16秒前
灵巧的小笼包完成签到,获得积分10
19秒前
桃花源的瓶起子完成签到 ,获得积分10
22秒前
谢陈完成签到 ,获得积分10
36秒前
笨笨千亦完成签到 ,获得积分10
38秒前
彭于晏应助liujianxin采纳,获得10
40秒前
项欣欣完成签到 ,获得积分10
44秒前
吾系渣渣辉完成签到 ,获得积分10
47秒前
自由完成签到 ,获得积分10
55秒前
55秒前
1分钟前
liujianxin发布了新的文献求助10
1分钟前
乐观的从云完成签到,获得积分10
1分钟前
科研通AI5应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
changping应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
自觉的凛发布了新的文献求助10
1分钟前
乐乐应助liujianxin采纳,获得10
1分钟前
七爷完成签到 ,获得积分10
1分钟前
529完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
asd1576562308完成签到 ,获得积分10
1分钟前
的卢小马完成签到 ,获得积分10
1分钟前
称心不尤完成签到 ,获得积分10
1分钟前
liujianxin发布了新的文献求助10
1分钟前
天真的羊青完成签到 ,获得积分10
1分钟前
加减乘除完成签到 ,获得积分10
1分钟前
孙毅航完成签到 ,获得积分10
1分钟前
泡泡茶壶o完成签到 ,获得积分10
1分钟前
美满的珠完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
高分求助中
Pipeline and riser loss of containment 2001 - 2020 (PARLOC 2020) 1000
哈工大泛函分析教案课件、“72小时速成泛函分析:从入门到入土.PDF”等 660
Comparing natural with chemical additive production 500
The Leucovorin Guide for Parents: Understanding Autism’s Folate 500
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 500
A Manual for the Identification of Plant Seeds and Fruits : Second revised edition 500
The Social Work Ethics Casebook: Cases and Commentary (revised 2nd ed.) 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5212353
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4388551
关于积分的说明 13664063
捐赠科研通 4249022
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2331365
邀请新用户注册赠送积分活动 1329024
关于科研通互助平台的介绍 1282440