A Computation‐guided Design of Highly Defined and Dense Bimetallic Active Sites on a Two‐dimensional Conductive Metal‐organic Framework for Efficient H2O2 Electrosynthesis

电合成 双金属片 催化作用 电催化剂 过氧化氢 材料科学 化学工程 电子转移 电解质 金属有机骨架 无机化学 化学 电极 电化学 光化学 有机化学 物理化学 吸附 工程类
作者
Zhenxin Li,Jingjing Jia,Zhiyuan Sang,Wei Liu,Jiahuan Nie,Lichang Yin,Feng Hou,Jiachen Liu,Ji Liang
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:63 (46) 被引量:1
标识
DOI:10.1002/anie.202408500
摘要

Abstract Electrochemical synthesis of hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) via the two‐electron oxygen reduction reaction (2e − ‐ORR) provides an alternative method to the energy‐intensive anthraquinone method. Metal macrocycles with precise coordination are widely used for 2e − ‐ORR electrocatalysis, but they have to be commonly loaded on conductive substrates, thus exposing a large number of 2e − ‐ORR‐inactive sites that result in poor H 2 O 2 production rate and efficiency. Herein, guided by first‐principle predictions, a substrate‐free and two‐dimensional conductive metal–organic framework (Ni‐TCPP(Co)), composed of CoN 4 sites in porphine(Co) centers and Ni 2 O 8 nodes, is designed as a multi‐site catalyst for H 2 O 2 electrosynthesis. The approperiate distance between the CoN 4 and Ni 2 O 8 sites in Ni‐TCPP(Co) weakens the electron transfer between them, thus ensuring their inherent activities and creating high‐density active sites. Meanwhile, the intrinsic electronic conductivity and porosity of Ni‐TCPP(Co) further facilitate rapid reaction kinetics. Therefore, outstanding 2e − ‐ORR electrocatalytic performance has been achieved in both alkaline and neutral electrolytes (>90 %/85 % H 2 O 2 selectivity within 0–0.8 V vs. RHE and >18.2/18.0 mol g −1 h −1 H 2 O 2 yield under alkaline/neutral conditions), with confirmed feasibility for water purification and disinfection applications. This strategy thus provides a new avenue for designing catalysts with precise coordination and high‐density active sites, promoting high‐efficiency electrosynthesis of H 2 O 2 and beyond.
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
Besty完成签到 ,获得积分10
1秒前
2秒前
jenningseastera应助shencheng采纳,获得10
2秒前
2秒前
nzh19802完成签到,获得积分10
3秒前
博闻发布了新的文献求助10
4秒前
7秒前
Gauss应助科研通管家采纳,获得30
8秒前
充电宝应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
顾矜应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
8秒前
共享精神应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
大个应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
CodeCraft应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
华仔应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
8秒前
8秒前
nzh19802发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
8秒前
马保国123完成签到,获得积分10
9秒前
ZSQ完成签到,获得积分10
10秒前
SZ发布了新的文献求助20
12秒前
14秒前
14秒前
Capybara完成签到,获得积分10
16秒前
博闻完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
17秒前
17秒前
清欢完成签到,获得积分10
17秒前
学术垃圾1984完成签到,获得积分10
19秒前
三三完成签到,获得积分10
21秒前
潇洒皮带完成签到,获得积分10
21秒前
25秒前
Jasper应助奋斗的菲鹰采纳,获得10
25秒前
NexusExplorer应助木木杨采纳,获得50
25秒前
贪玩半蕾发布了新的文献求助10
26秒前
挽风风风风完成签到,获得积分10
27秒前
huangxuanyu完成签到,获得积分10
28秒前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 450
Mixing the elements of mass customisation 360
Периодизация спортивной тренировки. Общая теория и её практическое применение 310
the MD Anderson Surgical Oncology Manual, Seventh Edition 300
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 300
Political Ideologies Their Origins and Impact 13th Edition 260
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 3781475
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3327071
关于积分的说明 10229393
捐赠科研通 3041969
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1669742
邀请新用户注册赠送积分活动 799258
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 758757