Manipulating the Spin State of Spinel Octahedral Sites via a π–π Type Orbital Coupling to Boost Water Oxidation

尖晶石 八面体 联轴节(管道) 氧化态 自旋态 类型(生物学) 自旋(空气动力学) 化学 结晶学 化学物理 材料科学 无机化学 物理 晶体结构 地质学 冶金 催化作用 有机化学 古生物学 热力学
作者
Zhangtao Guo,Qian Zhu,Shaohua Wang,Mengpei Jiang,Xinxin Fan,Wanyu Zhang,Mei Han,Xiaotian Wu,Xiangyan Hou,Yaowen Zhang,Zhiyu Shao,Jingyu Shi,Xia Zhong,Shuting Li,Xiaofeng Wu,Keke Huang,Shouhua Feng
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:136 (37)
标识
DOI:10.1002/ange.202406711
摘要

Abstract Spin state is often regarded as the crucial valve to release the reactivity of energy‐related catalysts, yet it is also challenging to precisely manipulate, especially for the active center ions occupied at the specific geometric sites. Herein, a π–π type orbital coupling of 3d (Co)‐2p (O)‐4f (Ce) was employed to regulate the spin state of octahedral cobalt sites (Co Oh ) in the composite of Co 3 O 4 /CeO 2 . More specifically, the equivalent high‐spin ratio of Co Oh can reach to 54.7 % via tuning the CeO 2 content, thereby triggering the average e g filling (1.094) close to the theoretical optimum value. The corresponding catalyst exhibits a superior water oxidation performance with an overpotential of 251 mV at 10 mA cm −2 , rivaling most cobalt‐based oxides state‐of‐the‐art. The π–π type coupling corroborated by the matched energy levels between Ce t 1u /t 2u ‐O and Co Oh t 2g ‐O π type bond in the calculated crystal orbital Hamilton population and partial density of states profiles, stimulates a π‐donation between O 2p and π‐symmetric Ce 4f yz 2 orbital, consequently facilitating the electrons hopping from t 2g to e g orbital of Co Oh . This work offers an in‐depth insight into understanding the 4f and 3d orbital coupling for spin state optimization in composite oxides.
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
桑榆非晚完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
zhengzhong121发布了新的文献求助10
1秒前
可爱芷容完成签到,获得积分10
1秒前
LZY完成签到,获得积分10
1秒前
所所应助核电站采纳,获得10
1秒前
千逐完成签到,获得积分10
1秒前
隐形曼青应助rzss采纳,获得10
2秒前
负责的靖琪完成签到 ,获得积分10
3秒前
无问西东完成签到,获得积分0
3秒前
4秒前
滴滴嘟完成签到,获得积分10
4秒前
忐忑的雪糕完成签到 ,获得积分10
5秒前
6秒前
宓天问完成签到,获得积分10
6秒前
何处芳歇完成签到,获得积分10
6秒前
LIXI发布了新的文献求助10
6秒前
鳄鱼蛋发布了新的文献求助10
7秒前
耍酷的白梦完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
米粥饭完成签到,获得积分10
8秒前
linkhrt完成签到,获得积分20
8秒前
8秒前
烟花应助渤海少年采纳,获得10
10秒前
余额完成签到,获得积分10
12秒前
张童鞋完成签到 ,获得积分10
12秒前
核电站发布了新的文献求助10
12秒前
思源应助LIXI采纳,获得10
13秒前
叶赛文完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
善良梦竹完成签到 ,获得积分10
15秒前
16秒前
16秒前
16秒前
香蕉觅云应助liaomr采纳,获得10
17秒前
Sherlock发布了新的文献求助10
17秒前
田占果果发布了新的文献求助30
17秒前
Z赵完成签到 ,获得积分10
17秒前
芥末奶半糖加冰完成签到,获得积分10
18秒前
崔悦欣完成签到,获得积分20
18秒前
高分求助中
The Mother of All Tableaux Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 2400
Ophthalmic Equipment Market by Devices(surgical: vitreorentinal,IOLs,OVDs,contact lens,RGP lens,backflush,diagnostic&monitoring:OCT,actorefractor,keratometer,tonometer,ophthalmoscpe,OVD), End User,Buying Criteria-Global Forecast to2029 2000
Optimal Transport: A Comprehensive Introduction to Modeling, Analysis, Simulation, Applications 800
Official Methods of Analysis of AOAC INTERNATIONAL 600
ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 12th edition 588
Residual Stress Measurement by X-Ray Diffraction, 2003 Edition HS-784/2003 588
T/CIET 1202-2025 可吸收再生氧化纤维素止血材料 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 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 3950051
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3495384
关于积分的说明 11076831
捐赠科研通 3225937
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1783346
邀请新用户注册赠送积分活动 867640
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 800855