Parameterization and quantification of two key operando physio-chemical descriptors for water-assisted electro-catalytic organic oxidation

催化作用 吸附 化学 催化氧化 析氧 化学工程 无机化学 电化学 物理化学 有机化学 电极 工程类
作者
Bailin Tian,Fangyuan Wang,Pan Ran,Luhan Dai,Yang Lv,Yuxia Sun,Zhangyan Mu,Yamei Sun,Lingyu Tang,William A. Goddard,Mengning Ding
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:15 (1)
标识
DOI:10.1038/s41467-024-54318-7
摘要

Electro-selective-oxidation using water as a green oxygen source demonstrates promising potential towards efficient and sustainable chemical upgrading. However, surface micro-kinetics regarding co-adsorption and reaction between organic and oxygen intermediates remain unclear. Here we systematically study the electro-oxidation of aldehydes, alcohols, and amines on Co/Ni-oxyhydroxides with multiple characterizations. Utilizing Fourier transformed alternating current voltammetry (FTacV) measurements, we show the identification and quantification of two key operando parameters (ΔIharmonics/IOER and ΔVharmonics) that can be fundamentally linked to the altered surface coverage ( $$\Delta {\theta }_{{{{{\rm{OH}}}}}^{*}}/{\theta }_{{{{{\rm{OH}}}}}^{*}}^{{{{\rm{OER}}}}}$$ ) and the changes in adsorption energy of vital oxygenated intermediates ( $${\Delta G}_{{{{\rm{OH}}}}*}^{{{{\rm{EOOR}}}}}-{\Delta G}_{{{{\rm{OH}}}}*}^{{{{\rm{OER}}}}}$$ ), under the influence of organic adsorption/oxidation. Mechanistic analysis based on these descriptors reveals distinct optimal oxyhydroxide surface states for each organics, and elucidates the critical catalyst design principles: balancing organic and M3+δ−OH* coverages and fine-tuning ΔG for key elementary steps, e.g., via precise modulation of chemical compositions, crystallinity, defects, electronic structures, and/or surface bimolecular interactions. Water-assisted electro-catalytic selective oxidation is promising for sustainable production of value-added chemicals. Here the authors quantify two key physio-chemical parameters for efficient mechanistic investigation and rational catalyst design.
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
AcetylCoA完成签到 ,获得积分10
刚刚
Ja完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
cf2v应助2581022866采纳,获得10
2秒前
古德曼发布了新的文献求助10
2秒前
一点几桶发布了新的文献求助10
4秒前
yang发布了新的文献求助10
4秒前
大模型应助苗条爬梯人采纳,获得10
4秒前
卡农发布了新的文献求助30
6秒前
7秒前
8秒前
陶醉的熊完成签到 ,获得积分10
8秒前
淡定曼文完成签到 ,获得积分20
9秒前
古德曼完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
9秒前
9秒前
9秒前
9秒前
10秒前
ChenXY应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
10秒前
搜集达人应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
充电宝应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
隐形曼青应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
iNk应助科研通管家采纳,获得20
10秒前
10秒前
10秒前
10秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
小马甲应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
11秒前
11秒前
11秒前
11秒前
CodeCraft应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
JamesPei应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
SciGPT应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
Jasper应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
ChenXY应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
高分求助中
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Ophthalmic Equipment Market 1500
Neuromuscular and Electrodiagnostic Medicine Board Review 1000
こんなに痛いのにどうして「なんでもない」と医者にいわれてしまうのでしょうか 510
いちばんやさしい生化学 500
Genre and Graduate-Level Research Writing 500
The First Nuclear Era: The Life and Times of a Technological Fixer 500
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 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3673458
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3229111
关于积分的说明 9784159
捐赠科研通 2939678
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1611198
邀请新用户注册赠送积分活动 760859
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 736290