Engineering Single-Atom Active Sites on Covalent Organic Frameworks for Boosting CO 2 Photoreduction

化学 Boosting(机器学习) 共价键 Atom(片上系统) 光化学 纳米技术 有机化学 机器学习 嵌入式系统 计算机科学 材料科学
作者
Lei Ran,Zhuwei Li,Bei Ran,Jiaqi Cao,Yue Zhao,Teng Shao,Yurou Song,Michael K.H. Leung,Licheng Sun,Jungang Hou
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:144 (37): 17097-17109 被引量:539
标识
DOI:10.1021/jacs.2c06920
摘要

Solar carbon dioxide (CO 2 ) conversion is an emerging solution to meet the challenges of sustainable energy systems and environmental/climate concerns. However, the construction of isolated active sites not only influences catalytic activity but also limits the understanding of the structure–catalyst relationship of CO 2 reduction. Herein, we develop a universal synthetic protocol to fabricate different single-atom metal sites (e.g., Fe, Co, Ni, Zn, Cu, Mn, and Ru) anchored on the triazine-based covalent organic framework (SAS/Tr-COF) backbone with the bridging structure of metal–nitrogen–chlorine for high-performance catalytic CO 2 reduction. Remarkably, the as-synthesized Fe SAS/Tr-COF as a representative catalyst achieved an impressive CO generation rate as high as 980.3 μmol g –1 h –1 and a selectivity of 96.4%, over approximately 26 times higher than that of the pristine Tr-COF under visible light irradiation. From X-ray absorption fine structure analysis and density functional theory calculations, the superior photocatalytic performance is attributed to the synergic effect of atomically dispersed metal sites and Tr-COF host, decreasing the reaction energy barriers for the formation of *COOH intermediates and promoting CO 2 adsorption and activation as well as CO desorption. This work not only affords rational design of state-of-the-art catalysts at the molecular level but also provides in-depth insights for efficient CO 2 conversion.
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
轻寒发布了新的文献求助10
刚刚
隐形曼青的应助被LH采纳,获得10
刚刚
小狮子发布了新的文献求助10
刚刚
第一百零一个完成签到,获得积分10
刚刚
YuJue的应助被Yu0920201022采纳,获得30
刚刚
1秒前
1秒前
1秒前
1秒前
田様的应助被留无影采纳,获得30
1秒前
BrSi完成签到,获得积分10
1秒前
幸福高烽发布了新的文献求助10
1秒前
ellen发布了新的文献求助10
1秒前
彭佳丽发布了新的文献求助10
1秒前
arT发布了新的文献求助10
2秒前
安然完成签到,获得积分20
2秒前
2秒前
3秒前
火火发布了新的文献求助10
3秒前
香蕉觅云的应助被9924784采纳,获得10
3秒前
忧心的白开水完成签到,获得积分10
5秒前
T_yv88完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
充电宝的应助被袁青寒采纳,获得10
5秒前
xmzhang发布了新的文献求助10
5秒前
暴走完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
zjj完成签到,获得积分10
6秒前
大胆的含卉完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
7秒前
苏白浔发布了新的文献求助10
7秒前
llll发布了新的文献求助10
7秒前
科研通AI6.4的应助被Zzoe采纳,获得10
8秒前
兰球完成签到,获得积分10
8秒前
elodie完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
征途发布了新的文献求助10
9秒前
慕青的应助被刘晓峰采纳,获得10
9秒前
呵呵发布了新的文献求助10
10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
Energie-Contracting 1500
Mathematical models in hydrology 1000
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Oncology Clinical Trials: Successful Design, Conduct, and Analysis, Second Edition 800
Butadiene hydroxytelechelic oligomers PBHT 500
Ecotourism 400
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 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8080386
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9496776
关于积分的说明 21396294
捐赠科研通 7648697
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3401221
关于科研通互助平台的介绍 2530567
邀请新用户注册赠送积分活动 2439972