亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Field-Coupled Water Splitting with Metal-Free Donor–Acceptor Covalent Organic-Framework Junctions

过电位 化学 化学物理 析氧 碳纳米管 介电谱 静电学 分解水 电场 密度泛函理论 离子键合 电容 阳极 电化学 氢 共价键 纳米流体学 纳米技术 电介质 离子液体
作者
Lissette Garcia-Enriquez,Daniel Gómez Bustos,Aruna N. Nair,Kavish Saini,D. Villagrán,Srikanth Pilla,Sreeprasad T. Sreenivasan
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
标识
DOI:10.1021/jacs.6c03609
摘要

Advancing metal-free electrocatalysts for hydrogen and oxygen evolution reactions (HER/OER) across acidic and alkaline media requires coordinated control of intermediate binding thermodynamics, interfacial charge delivery, and near-electrode transport dynamics. Here, we design amide-linked benzene–triazine covalent organic frameworks (BTA/TzTA-Hz COFs) and integrate them with carbon nanotubes (CNTs) to form COF–CNT junctions that establish a built-in interfacial electric field. Density functional theory (DFT) and electrostatic potential maps indicate complementary active motifs, with benzene-proximal fragments associated with HER and triazine-proximal motifs associated with OER. CNT integration shifts the contact-potential difference by ≈0.20 V, while operando electrochemical impedance spectroscopy suggests partially separable high-frequency junction-charging and lower-frequency Faradaic/transport responses. A 300 mT static magnetic field lowers the HER and OER overpotentials by tens of millivolts. Under anodic bias, the effective interfacial charging capacitance increases, and Mott–Schottky analysis shows an apparent ∼0.15 V flat-band shift with an essentially unchanged slope. Together, these observations are consistent with field-perturbed interfacial charging and altered bias partitioning. Field-dependent impedance and bubble imaging are consistent with magnetohydrodynamic convection that promotes bubble detachment and near-electrode mass transport for both half-reactions, and they reveal an OER-specific high-frequency perturbation under anodic bias. Under field, the heterostructure reaches an OER onset overpotential of ∼261 mV and requires an overpotential of 366 mV at 10 mA cm –2 in alkaline electrolyte. These results illustrate how reticular-framework chemistry, junction engineering, and both built-in and applied fields can program reactivity through interfacial electrostatics and near-electrode transport in organic-framework electrocatalysts.
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
义气春天完成签到,获得积分10
17秒前
科研通AI6.2的应助被LQL采纳,获得10
25秒前
Pami发布了新的文献求助10
34秒前
美丽妙彤完成签到,获得积分10
54秒前
mmyhn发布了新的文献求助10
57秒前
今后的应助被du采纳,获得10
1分钟前
悲凉的雁芙完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
唐晓秦发布了新的文献求助10
1分钟前
灵巧怀曼完成签到,获得积分10
1分钟前
乐乐的应助被唐晓秦采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
min发布了新的文献求助30
1分钟前
曾经蛟凤发布了新的文献求助10
1分钟前
感性的雅霜完成签到,获得积分10
1分钟前
mmyhn发布了新的文献求助10
1分钟前
crane完成签到,获得积分10
1分钟前
吃了就会胖完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
认真的笑卉完成签到,获得积分10
2分钟前
唐晓秦发布了新的文献求助10
2分钟前
欣慰怀梦完成签到,获得积分10
2分钟前
迷人的不凡完成签到,获得积分10
2分钟前
今后的应助被曾经蛟凤采纳,获得10
3分钟前
曾经蛟凤完成签到,获得积分20
3分钟前
火星上雨南完成签到,获得积分10
3分钟前
科研通AI6.2的应助被Lonely采纳,获得30
3分钟前
简单往事完成签到,获得积分10
3分钟前
JamesPei的应助被科研通管家采纳,获得10
3分钟前
3分钟前
大气钧完成签到,获得积分10
3分钟前
Lonely发布了新的文献求助10
4分钟前
4分钟前
努力学习中完成签到,获得积分10
4分钟前
4分钟前
淡淡傲柔完成签到,获得积分10
4分钟前
4分钟前
迷人的晓灵完成签到,获得积分10
4分钟前
朝圣完成签到,获得积分10
5分钟前
斯文败类的应助被唐晓秦采纳,获得10
5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
Research Methodology: Best Practices for Rigorous, Credible, and Impactful Research 1000
自動車の空力技術 800
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 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 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7782627
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9322145
关于积分的说明 20387236
捐赠科研通 7370953
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3320428
关于科研通互助平台的介绍 2468282
邀请新用户注册赠送积分活动 2336472