Engineering Single-Atom Active Sites on Covalent Organic Frameworks for Boosting CO2 Photoreduction

化学 Boosting(机器学习) 共价键 Atom(片上系统) 光化学 纳米技术 有机化学 机器学习 嵌入式系统 计算机科学 材料科学
作者
Lei Ran,Zhuwei Li,Bei Ran,Jiaqi Cao,Yue Zhao,Teng Shao,Yurou Song,Michael K.H. Leung,Licheng Sun,Jungang Hou
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:144 (37): 17097-17109 被引量:438
标识
DOI:10.1021/jacs.2c06920
摘要

Solar carbon dioxide (CO2) conversion is an emerging solution to meet the challenges of sustainable energy systems and environmental/climate concerns. However, the construction of isolated active sites not only influences catalytic activity but also limits the understanding of the structure-catalyst relationship of CO2 reduction. Herein, we develop a universal synthetic protocol to fabricate different single-atom metal sites (e.g., Fe, Co, Ni, Zn, Cu, Mn, and Ru) anchored on the triazine-based covalent organic framework (SAS/Tr-COF) backbone with the bridging structure of metal-nitrogen-chlorine for high-performance catalytic CO2 reduction. Remarkably, the as-synthesized Fe SAS/Tr-COF as a representative catalyst achieved an impressive CO generation rate as high as 980.3 μmol g-1 h-1 and a selectivity of 96.4%, over approximately 26 times higher than that of the pristine Tr-COF under visible light irradiation. From X-ray absorption fine structure analysis and density functional theory calculations, the superior photocatalytic performance is attributed to the synergic effect of atomically dispersed metal sites and Tr-COF host, decreasing the reaction energy barriers for the formation of *COOH intermediates and promoting CO2 adsorption and activation as well as CO desorption. This work not only affords rational design of state-of-the-art catalysts at the molecular level but also provides in-depth insights for efficient CO2 conversion.
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
传奇3应助包容的水壶采纳,获得10
1秒前
Owen应助wuxunxun2015采纳,获得10
2秒前
3秒前
Pan1完成签到,获得积分10
6秒前
彭于晏应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
Jahen发布了新的文献求助10
7秒前
大龙哥886应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
大龙哥886应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
情怀应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
小马甲应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
8秒前
BowieHuang应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
大龙哥886应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
彭于晏应助科研通管家采纳,获得20
8秒前
8秒前
8秒前
斯文败类应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
8秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
8秒前
koukeika发布了新的文献求助10
9秒前
科研通AI6应助念神珠恋玥采纳,获得10
9秒前
小诸葛完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
xiaoxie完成签到 ,获得积分10
11秒前
11秒前
11秒前
12秒前
香蕉觅云应助SamXia采纳,获得10
13秒前
友好的匪发布了新的文献求助50
14秒前
娄泽坤发布了新的文献求助10
14秒前
热心幻天发布了新的文献求助10
14秒前
FashionBoy应助俊逸的翅膀采纳,获得10
15秒前
传奇3应助YY采纳,获得50
16秒前
YW完成签到,获得积分10
16秒前
Hathaway完成签到,获得积分10
17秒前
丘比特应助牧子睿采纳,获得10
19秒前
21秒前
21秒前
dt完成签到,获得积分10
21秒前
蔓越莓完成签到 ,获得积分10
21秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Basic And Clinical Science Course 2025-2026 3000
人脑智能与人工智能 1000
花の香りの秘密―遺伝子情報から機能性まで 800
Process Plant Design for Chemical Engineers 400
Principles of Plasma Discharges and Materials Processing, 3rd Edition 400
Signals, Systems, and Signal Processing 400
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 5613310
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4698482
关于积分的说明 14898087
捐赠科研通 4735844
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2546985
邀请新用户注册赠送积分活动 1510961
关于科研通互助平台的介绍 1473545