Dual Regulation of Molecular Orbital and Interfacial Water on Nickel Phthalocyanine for Highly Selective H 2 O 2 Synthesis

催化作用 分子轨道 过电位 光化学 选择性 轨道杂交 电解水 化学 电合成 材料科学 电解质 酞菁 化学工程 化学物理 金属 析氧 过氧化氢 制氢 图层(电子) 分子 三吡啶 无机化学 佩多:嘘 氧气 轨道能级差 分解水 顺磁性 过渡金属 纳米技术 电子顺磁共振 多相催化 分子内力 物理化学
作者
Libo Sun,Yanjie Zhai,Dongxue Yu,Yuze Chen,Zhiqiang Liang,Zhen‐An Qiao,Xin Wang
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:: e1594313-e1594313
标识
DOI:10.1002/anie.1594313
摘要

ABSTRACT Hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) electrosynthesis via the two‐electron oxygen reduction reaction (2e − ORR) is fundamentally challenged by both spin‐forbidden O 2 activation and sluggish proton‐coupled electron transfer. Herein, we move beyond conventional metal‐centered design and propose a dual‐regulation strategy that integrates molecular orbital engineering with control of the interfacial water network. Using nickel phthalocyanines as a platform, extended π ‐conjugation combined with polar methoxy (‐OCH 3 ) groups was introduced. It narrows the HOMO–LUMO gap and facilitates potential‐driven formation of a paramagnetic superoxide intermediate, while the methoxy groups further reorganize the interfacial water layer with moderate hydrogen‐bonding strength that enables efficient proton delivery for subsequent hydrogenation steps. This led to high H 2 O 2 selectivity (up to 96.49%) over a wide potential range, with stable performance in both flow cell and porous state electrolyte reactors for over 50 h. In situ spectroscopy and simulations reveal how molecular orbital regulation contributes to the catalytic process, and how the interfacial water layer facilitates hydrogenation. Our work provides a molecular orbital perspective on the cooperative roles of metal and ligand, establishing a design strategy that co‐regulates electronic and interfacial determinants for selective multi‐electron electrocatalysis.
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
keyaner完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
mzhang2完成签到 ,获得积分10
1秒前
神勇雨双完成签到,获得积分10
2秒前
夏柒完成签到 ,获得积分10
4秒前
板凳板凳完成签到 ,获得积分10
6秒前
七月夏栀完成签到,获得积分10
6秒前
海风发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
明明如月完成签到 ,获得积分10
10秒前
帅气的凌寒完成签到,获得积分10
11秒前
天天向上完成签到 ,获得积分10
12秒前
19秒前
24秒前
笑然发布了新的文献求助10
29秒前
31秒前
32秒前
hy5516106完成签到 ,获得积分10
32秒前
qausyh完成签到,获得积分10
33秒前
105完成签到 ,获得积分0
36秒前
科研通AI6.2应助笑然采纳,获得10
38秒前
不开花花完成签到 ,获得积分10
38秒前
东风应助yyyyy采纳,获得20
39秒前
BRADp完成签到,获得积分10
41秒前
cleff完成签到 ,获得积分10
43秒前
郭玉强完成签到,获得积分10
44秒前
青麋完成签到,获得积分10
44秒前
hi_traffic发布了新的文献求助10
47秒前
幻影猫应助青麋采纳,获得10
49秒前
小罗同学完成签到 ,获得积分10
50秒前
AA完成签到,获得积分10
51秒前
xsss完成签到 ,获得积分10
52秒前
53秒前
55秒前
yong完成签到 ,获得积分10
56秒前
天道酬勤发布了新的文献求助10
59秒前
小影完成签到 ,获得积分10
59秒前
CC完成签到,获得积分10
59秒前
zzz123完成签到 ,获得积分10
1分钟前
去小岛上流浪完成签到,获得积分10
1分钟前
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
Les chinois de jakarta: temples et vie collective 1000
Autoparametric Resonance in Mechanical Systems 1000
基于锂离子电池正极材料回收的绿色溶剂开发及工程化应用研究 800
Social Psychology 600
Cosmos as Art Object: Studies in Plato's Timaeus and Other Dialogues 600
Management and the Arts 510
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 7646122
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9218421
关于积分的说明 19778054
捐赠科研通 7210521
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3276969
关于科研通互助平台的介绍 2438619
邀请新用户注册赠送积分活动 2275032