Mechanical and Covalent Tailoring of Copper Catenanes for Selective Aqueous Nitrate-to-Ammonia Electrocatalysis

电催化剂 链烷 共价键 水溶液 化学 硝酸盐 纳米技术 电化学 无机化学 材料科学 有机化学 电极 物理化学 分子
作者
Yulin Deng,Xiaoyong Mo,Samuel Kin‐Man Lai,Shu-Chih Haw,Ho Yu Au‐Yeung,Edmund C. M. Tse
标识
DOI:10.26434/chemrxiv-2024-xvj01
摘要

Electrocatalytic nitrate reduction reaction (NO3RR) for selective generation of ammonia (NH3) enables the removal of deleterious nitrate pollutants while simultaneously upcycling them into value-added fertilizer. The development of nonprecious metal-derived catalysts such as those featuring copper (Cu) as earth-abundant alternatives for the state-of-the-art precious metal catalysts is of urgent need yet suffering from the activity-selectivity-durability trilemma. Rational design of molecular Cu complexes with well-defined coordination structures permitting systematic structure-activity relationship (SAR) investigations is key to addressing the challenge. Here, a series of molecular Cu(I) complexes with [2]catenane ligands are developed as NO3RR electrocatalysts for the first time. By engineering of multiple cationic ammoniums on the catenane backbone, acceptance of the anionic nitrate substrate as well as the release of the cationic ammonium product are promoted, thereby facilitating a higher Faradaic efficiency and product selectivity towards ammonia via an 8e- pathway. Of note, the mutual Coulombic repulsion between the multiply charged ligands is overcome by the mechanical interlocking such that the catalyst integrity can be maintained under practical conditions. This report highlights the promise of employing mechanically interlocked ligands as a platform for customizing metal complexes as catalysts for redox processes involving multiple proton-coupled electron transfer steps.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
1秒前
1秒前
2秒前
005完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
yy完成签到,获得积分10
4秒前
YY完成签到,获得积分10
4秒前
研友_nPxRRn发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
FashionBoy应助爱听歌的灵竹采纳,获得10
5秒前
8秒前
8秒前
今后应助lym采纳,获得10
9秒前
孙晓燕发布了新的文献求助10
10秒前
涯欤应助老迟到的若魔采纳,获得20
11秒前
烟花应助研友_nPxRRn采纳,获得10
11秒前
12秒前
Yanan_Z发布了新的文献求助30
13秒前
harrintong完成签到,获得积分10
14秒前
cc完成签到,获得积分20
14秒前
紧张的铅笔完成签到,获得积分10
15秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
16秒前
李朝霞发布了新的文献求助30
17秒前
17秒前
perfumei完成签到,获得积分10
17秒前
berg发布了新的文献求助10
18秒前
IAN完成签到,获得积分10
18秒前
snow完成签到,获得积分10
19秒前
19秒前
22秒前
木又权完成签到,获得积分10
22秒前
myy发布了新的文献求助10
24秒前
老迟到的若魔完成签到,获得积分10
24秒前
Elaine完成签到,获得积分10
26秒前
零碎发布了新的文献求助10
26秒前
猪肉铺完成签到,获得积分10
26秒前
DUNK完成签到,获得积分10
26秒前
28秒前
28秒前
EE发布了新的文献求助10
30秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各位详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Materials Selection in Mechanical Design 1000
Voyage au bout de la révolution: de Pékin à Sochaux 700
First Farmers: The Origins of Agricultural Societies, 2nd Edition 500
Simulation of High-NA EUV Lithography 400
Metals, Minerals, and Society 400
International socialism & Australian labour : the Left in Australia, 1919-1939 400
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 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4308640
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3830425
关于积分的说明 11985791
捐赠科研通 3470860
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1903178
邀请新用户注册赠送积分活动 950472
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 852435