Low-Dimensional Metal–Organic Frameworks with High Activity and Selectivity toward Electrocatalytic Chlorine Evolution Reactions

过电位 选择性 金属有机骨架 催化作用 电解 阳极 析氧 密度泛函理论 化学 金属 电子转移 组合化学 化学工程 材料科学 无机化学 光化学 电化学 电极 物理化学 有机化学 计算化学 吸附 工程类 电解质
作者
Junxian Liu,Jack Jon Hinsch,Huajie Yin,Porun Liu,Huijun Zhao,Yun Wang
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry C [American Chemical Society]
卷期号:126 (16): 7066-7075 被引量:38
标识
DOI:10.1021/acs.jpcc.2c01593
摘要

Chlorine gas plays a paramount role in modern industrial chemistry and is one of the most basic chemicals produced by the electrolysis of brine solution. In the past decades, the dimensionally stable anode (DSA) made of RuO2is the benchmark catalyst for the chlorine evolution reaction (CER) with high activity. However, the drawbacks of the DSA, such as high cost and inferior selectivity, demand the development of low-cost and efficient electrocatalysts for CER. Herein, three low-dimensional Fe/Co/Ni-dithiolene metal-organic frameworks (MOFs) were systematically investigated using the density functional theory. Our calculation results predict that Ni-based dithiolene MOF can efficiently catalyze the CER with a low thermodynamic overpotential of 0.049 V via the Cl∗ intermediate. The electronic resonance structure of [Ni2+(L•-)(L2-)]-in the Ni-based dithiolene MOF leads to the electron transfer first from S atoms in ligands to Ni cations to achieve a stable electronic configuration, which leads to the most desirable Ni-Cl interaction strength for CER. Moreover, the selectivity to Cl2generation is due to its high thermodynamic overpotential of oxygen evolution reaction. Our findings may, therefore, accelerate CER catalyst discoveries beyond DSAs with the optimized electronic structures.
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
科研通AI6应助南山鹤采纳,获得10
刚刚
Akim应助Mia采纳,获得30
刚刚
刚刚
1秒前
1秒前
彭于晏应助123采纳,获得10
1秒前
1秒前
我来试试水完成签到 ,获得积分10
1秒前
Orange应助fcycukvujblk采纳,获得10
1秒前
2秒前
一念发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
ruochenzu发布了新的文献求助10
3秒前
糖糖完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
李盛男发布了新的文献求助10
3秒前
核桃发布了新的文献求助30
3秒前
3秒前
科研通AI6应助IMAGINEERING采纳,获得10
3秒前
Stella应助feige采纳,获得10
4秒前
伊影完成签到,获得积分20
4秒前
zik应助淡淡翠曼采纳,获得10
4秒前
清爽老九发布了新的文献求助30
4秒前
小刘同学完成签到 ,获得积分10
5秒前
平淡的紫菜完成签到,获得积分10
5秒前
Ava应助songf11采纳,获得10
5秒前
5秒前
5秒前
5秒前
含蓄的天问完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
Jane发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
lizhongguo发布了新的文献求助10
6秒前
56789完成签到,获得积分10
6秒前
科研通AI6应助weeklywh采纳,获得10
7秒前
Oui完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
研友_8WOWr8发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
高分求助中
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 临床微生物学程序手册,多卷,第5版 2000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1621
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] | NHBS Field Guides & Natural History 1500
The Victim–Offender Overlap During the Global Pandemic: A Comparative Study Across Western and Non-Western Countries 1000
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 1000
Brittle fracture in welded ships 1000
King Tyrant 720
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 5587292
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4670431
关于积分的说明 14782816
捐赠科研通 4622441
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2531237
邀请新用户注册赠送积分活动 1499954
关于科研通互助平台的介绍 1468066