Regulating Photocatalysis by Spin-State Manipulation of Cobalt in Covalent Organic Frameworks

光催化 化学 催化作用 共价键 卟啉 选择性 自旋态 光化学 密度泛函理论 纳米技术 自旋(空气动力学) 计算化学 有机化学 无机化学 材料科学 热力学 物理
作者
Yun‐Nan Gong,Wenhui Zhong,Li Yang,Yunze Qiu,Lirong Zheng,Jun Jiang,Hai‐Long Jiang
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:142 (39): 16723-16731 被引量:445
标识
DOI:10.1021/jacs.0c07206
摘要

While catalysis is highly dependent on the electronic structure of the catalyst, the understanding of catalytic performance affected by electron spin regulation remains challenging and rare. Herein, we have developed a facile strategy to the manipulation of the cobalt spin state over covalent organic frameworks (COFs), COF-367-Co, by simply changing the oxidation state of Co centered in the porphyrin. Density functional theory (DFT) calculations together with experimental results confirm that CoII and CoIII are embedded in COF-367 with S = 1/2 and 0 spin ground states, respectively. Remarkably, photocatalytic CO2 reduction results indicate that COF-367-CoIII exhibits favorable activity and significantly enhanced selectivity to HCOOH, accordingly much reduced activity and selectivity to CO and CH4, in sharp contrast to COF-367-CoII. The results highlight that the spin-state transition of cobalt greatly regulates photocatalytic performance. Theoretical calculations further disclose that the presence of CoIII in COF-367-Co is preferable to the formation of HCOOH but detrimental to its further conversion, which clearly accounts for its distinctly different photocatalysis over COF-367-CoII. To the best of our knowledge, this is the first report on regulating photocatalysis by spin state manipulation in COFs.
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
wu完成签到,获得积分10
刚刚
朴素的书琴完成签到,获得积分10
1秒前
dai完成签到,获得积分10
1秒前
务实大船发布了新的文献求助10
1秒前
四夕水窖完成签到,获得积分10
2秒前
FashionBoy应助曾经的臻采纳,获得10
2秒前
白白发布了新的文献求助10
2秒前
打打应助sternen采纳,获得30
2秒前
111完成签到,获得积分10
2秒前
加减乘除发布了新的文献求助10
3秒前
小憩发布了新的文献求助10
3秒前
ASZXDW完成签到,获得积分10
3秒前
飞翔的小舟完成签到,获得积分20
3秒前
csa1007完成签到,获得积分10
3秒前
纷纷故事完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
哲999发布了新的文献求助10
4秒前
麦苳完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
汉堡包应助JIE采纳,获得10
5秒前
伏地魔完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
yyf完成签到,获得积分10
6秒前
XWT完成签到,获得积分10
6秒前
虚安完成签到 ,获得积分10
6秒前
xqy完成签到 ,获得积分10
6秒前
啵乐乐发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
7秒前
8秒前
momo完成签到,获得积分10
8秒前
慕青应助饕餮1235采纳,获得10
8秒前
小蘑菇应助CC采纳,获得10
9秒前
白白完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
9秒前
苏苏完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
wu完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
高分求助中
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 3000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Social media impact on athlete mental health: #RealityCheck 1020
Ensartinib (Ensacove) for Non-Small Cell Lung Cancer 1000
Unseen Mendieta: The Unpublished Works of Ana Mendieta 1000
Bacterial collagenases and their clinical applications 800
El viaje de una vida: Memorias de María Lecea 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 量子力学 光电子学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3527521
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3107606
关于积分的说明 9286171
捐赠科研通 2805329
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1539901
邀请新用户注册赠送积分活动 716827
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 709740