清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!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,伴您科研之路漫漫前行!

Atomically Precise Integration of Multiple Functional Motifs in Catalytic Metal–Organic Frameworks for Highly Efficient Nitrate Electroreduction

催化作用 金属有机骨架 电化学 化学 硝酸盐 电子转移 氨生产 氧化还原 材料科学 纳米技术 化学工程 无机化学 光化学 吸附 有机化学 电极 物理化学 工程类
作者
Yang Lv,Jian Su,Yuming Gu,Bailin Tian,Jing Ma,Jing‐Lin Zuo,Mengning Ding
出处
期刊:JACS Au [American Chemical Society]
卷期号:2 (12): 2765-2777 被引量:59
标识
DOI:10.1021/jacsau.2c00502
摘要

Ammonia production plays a central role in modern industry and agriculture with a continuous surge in its demand, yet the current industrial Haber-Bosch process suffers from low energy efficiency and accounts for high carbon emissions. Direct electrochemical conversion of nitrate to ammonia therefore emerges as an appealing approach with satisfactory sustainability while reducing the environmental impact from nitrate pollution. To this end, electrocatalysts for efficient conversion of eight-electron nitrate to ammonia require collective contributions at least from high-density reactive sites, selective reaction pathways, efficient multielectron transfer, and multiproton transport processes. Here, we report a catalytic metal-organic framework (two-dimensional (2D) In-MOF In8) catalyst integrated with multiple functional motifs with atomic precision, including uniformly dispersed, high-density, single-atom catalytic sites, high proton conductivity (efficient proton transport channel), high electron conductivity (promoted by the redox-active ligands), and confined microporous environments. These eventually lead to a direct and efficient electrochemical reduction of nitrate to ammonia and record high yield rate, FE, and selectivity for NH3 production. A novel "dynamic ligand dissociation" mechanism provides an unprecedented working principle that allows for the use of a high-quality MOF crystalline structure to function as highly ordered, high-density, single-atom catalyst (SAC)-like catalytic systems and ensures the maximum utilization of the metal centers within the MOF structure. Further, the atomically precise assembly of multiple functional motifs within a MOF catalyst offers an effective and facile strategy for the future development of framework-based enzyme-mimic systems.
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
大玉124完成签到 ,获得积分10
14秒前
冷酷迎彤完成签到,获得积分10
17秒前
prawn218完成签到,获得积分10
21秒前
好吃完成签到 ,获得积分10
32秒前
无悔完成签到 ,获得积分0
37秒前
冷酷迎彤关注了科研通微信公众号
38秒前
2041完成签到,获得积分10
41秒前
55秒前
呆呆的猕猴桃完成签到 ,获得积分10
1分钟前
隐形曼青应助冷酷迎彤采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
奶奶的龙应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
kobee完成签到 ,获得积分10
1分钟前
阿尔法贝塔完成签到 ,获得积分10
1分钟前
唠叨的凌雪完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
giao完成签到,获得积分10
1分钟前
孙Tuan完成签到,获得积分10
1分钟前
沙海沉戈完成签到,获得积分0
2分钟前
爱学术的LaoD完成签到,获得积分10
2分钟前
Jus完成签到,获得积分10
2分钟前
种下梧桐树完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
littleyi发布了新的文献求助10
2分钟前
虎牙少年完成签到,获得积分10
3分钟前
慕青应助littleyi采纳,获得10
3分钟前
氿瑛完成签到,获得积分10
3分钟前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得10
3分钟前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得10
3分钟前
奶奶的龙应助科研通管家采纳,获得10
3分钟前
华仔应助科研通管家采纳,获得10
3分钟前
3分钟前
xiang完成签到,获得积分20
3分钟前
4分钟前
5分钟前
5分钟前
奶奶的龙应助科研通管家采纳,获得10
5分钟前
奶奶的龙应助科研通管家采纳,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
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Agyptische Geschichte der 21.30. Dynastie 3000
Les Mantodea de guyane 2000
„Semitische Wissenschaften“? 1510
从k到英国情人 1500
Cummings Otolaryngology Head and Neck Surgery 8th Edition 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5755732
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5498033
关于积分的说明 15381526
捐赠科研通 4893640
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2632305
邀请新用户注册赠送积分活动 1580173
关于科研通互助平台的介绍 1536016