Stabilizing atomic Ru species in conjugated sp2 carbon-linked covalent organic framework for acidic water oxidation

共价键 共轭体系 溶解 氧气 催化作用 化学 拉曼光谱 氧化态 电化学 光化学 析氧 无机化学 有机化学 聚合物 物理化学 物理 光学 电极
作者
Hongnan Jia,Na Yao,Yiming Jin,Liqing Wu,Juan Zhu,Wei Luo
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:15 (1) 被引量:42
标识
DOI:10.1038/s41467-024-49834-5
摘要

Abstract Suppressing the kinetically favorable lattice oxygen oxidation mechanism pathway and triggering the adsorbate evolution mechanism pathway at the expense of activity are the state-of-the-art strategies for Ru-based electrocatalysts toward acidic water oxidation. Herein, atomically dispersed Ru species are anchored into an acidic stable vinyl-linked 2D covalent organic framework with unique crossed π-conjugation, termed as COF-205-Ru. The crossed π-conjugated structure of COF-205-Ru not only suppresses the dissolution of Ru through strong Ru-N motifs, but also reduces the oxidation state of Ru by multiple π-conjugations, thereby activating the oxygen coordinated to Ru and stabilizing the oxygen vacancies during oxygen evolution process. Experimental results including X-ray absorption spectroscopy, in situ Raman spectroscopy, in situ powder X-ray diffraction patterns, and theoretical calculations unveil the activated oxygen with elevated energy level of O 2 p band, decreased oxygen vacancy formation energy, promoted electrochemical stability, and significantly reduced energy barrier of potential determining step for acidic water oxidation. Consequently, the obtained COF-205-Ru displays a high mass activity with 2659.3 A g −1 , which is 32-fold higher than the commercial RuO 2 , and retains long-term durability of over 280 h. This work provides a strategy to simultaneously promote the stability and activity of Ru-based catalysts for acidic water oxidation.
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
1秒前
1秒前
1秒前
大个应助CCC采纳,获得10
1秒前
JUZIhentian完成签到,获得积分10
1秒前
张111发布了新的文献求助10
2秒前
Hello应助汉堡采纳,获得10
2秒前
3秒前
康康星发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
科研探索者完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
冷傲半邪发布了新的文献求助30
3秒前
张子璐完成签到 ,获得积分20
3秒前
初景应助turbo采纳,获得20
4秒前
丰丰发布了新的文献求助30
4秒前
4秒前
脑洞疼应助licong采纳,获得10
4秒前
Lemon发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
小二郎应助无情的哑铃采纳,获得10
5秒前
今后应助嘟嘟巴拉巴拉采纳,获得10
5秒前
7秒前
wjx发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
ww完成签到 ,获得积分10
7秒前
Aurelia完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
8秒前
8秒前
8秒前
8秒前
cm5257发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
RS完成签到,获得积分10
9秒前
华仔应助肥肥大蘑菇采纳,获得10
9秒前
10秒前
11秒前
YutingLiu0101发布了新的文献求助10
11秒前
qiaqia完成签到,获得积分10
11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
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
模型平均及其应用 900
Nondestructive Testing Handbook: Vol. 4, Thermal and Infrared Testing (IR), 4th ed 800
Évora na Idade Média 555
作者名:Kristopher P. Plain,悉尼大学的,目前只能查到其四篇论文,想找到其博士论文 550
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7350508
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8962115
关于积分的说明 19036502
捐赠科研通 7000096
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3220918
关于科研通互助平台的介绍 2385646
邀请新用户注册赠送积分活动 2201332