Charge Manipulation of Porous Coordination Cages Tunes the Efficiency and Selectivity in Electrochemical Synthesis

选择性 电化学 多孔性 电荷(物理) 纳米技术 化学 材料科学 电极 物理化学 有机化学 物理 催化作用 量子力学
作者
Zhifang Su,Kang-Kai Liu,Yuqi Xu,Bing Yan,Wang Shuangyin,Zong‐Jie Guan,Yuqin Zou,Yu Fang
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
标识
DOI:10.1002/ange.202420945
摘要

Electrocatalytic synthesis of high‐value chemicals has been attracting growing interest owing to its environmentally benign reaction pathways. Among these processes, the electrocatalytic reduction of nitrate (NO3‐) to ammonia (NH3), known as NO3RR, and the oxidation of 5‐hydroxymethylfurfural (HMFOR) stand out as two cornerstone reactions; yet, their efficiency and selectivity pose ongoing challenges. In this study, we introduce a charge manipulation approach for the design of highly efficient electrocatalysts tailored for the simultaneous coupling of NO3RR and HMFOR. We have synthesized a range of porous coordination cages (PCCs) that share the same topology and Co/Ni metal centers but incorporate different charged moeities, imparting them with distinct surface net charges. Electrocatalytic evaluations revealed that PCC‐Co demonstrated a voltage‐dependent activity in NO3RR. Conversely, PCC‐Ni exhibited a precisely adjustable product selectivity in HMFOR, contingent upon the cage's charge state. In‐situ analysis and Density functional theory (DFT) calculations underscored the profound impact of catalyst charge on the differential adsorption of reaction intermediates and the lowest free energy change (ΔG) during the pivotal reaction step, resulting in alterations to both activity and selectivity. These discoveries provide invaluable insights into the "structure‐performance relationship" of NO3RR/HMFOR catalysts, highlighting PCCs as promising contenders for advanced electrocatalysts.
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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
顾小花发布了新的文献求助10
刚刚
永力发布了新的文献求助10
1秒前
小猪少年呆呆完成签到 ,获得积分10
1秒前
2秒前
2秒前
3秒前
wu61完成签到,获得积分10
3秒前
甜甜圈完成签到,获得积分10
4秒前
我是老大应助正在采纳,获得10
5秒前
橘子海发布了新的文献求助10
5秒前
西乡塘塘主完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
危机的麦片完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
dddddd发布了新的文献求助10
7秒前
Mimik完成签到,获得积分10
7秒前
慕青应助个性莺采纳,获得10
7秒前
小虎呀发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
lyj334完成签到,获得积分10
8秒前
科研通AI2S应助甜甜圈采纳,获得10
9秒前
科研通AI2S应助ww采纳,获得10
9秒前
qliu发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
10秒前
11秒前
11秒前
YA发布了新的文献求助10
12秒前
小马甲应助喜洋洋采纳,获得10
12秒前
Orange应助花椒采纳,获得10
12秒前
小二郎应助Bingtao_Lian采纳,获得10
12秒前
kk发布了新的文献求助10
12秒前
xueqinFan发布了新的文献求助20
12秒前
13秒前
wanci应助东木采纳,获得10
13秒前
一向光年有限身完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
FashionBoy应助haly采纳,获得10
14秒前
知性的羊关注了科研通微信公众号
14秒前
Ava应助kite采纳,获得10
15秒前
高分求助中
The late Devonian Standard Conodont Zonation 2000
Nickel superalloy market size, share, growth, trends, and forecast 2023-2030 2000
The Lali Section: An Excellent Reference Section for Upper - Devonian in South China 1500
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 890
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 800
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 800
Saponins and sapogenins. IX. Saponins and sapogenins of Luffa aegyptica mill seeds (black variety) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 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 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3259400
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2901041
关于积分的说明 8313648
捐赠科研通 2570419
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1396491
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 653523
邀请新用户注册赠送积分活动 631527