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
LEO2025完成签到,获得积分10
刚刚
利嘉皮发布了新的文献求助20
刚刚
刚刚
长孙曼香完成签到,获得积分10
刚刚
隐形晓啸完成签到,获得积分10
1秒前
科研通AI6.3应助蔡龙玉采纳,获得10
1秒前
1秒前
lp发布了新的文献求助10
1秒前
wwwu完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
dadada发布了新的文献求助10
2秒前
junchen完成签到,获得积分20
2秒前
para_团结完成签到,获得积分10
2秒前
小王完成签到,获得积分10
3秒前
Atlantis发布了新的文献求助10
3秒前
伊雪儿完成签到,获得积分10
3秒前
小飞飞完成签到,获得积分10
3秒前
甜蜜代双完成签到 ,获得积分10
4秒前
jick159发布了新的文献求助30
4秒前
4秒前
5秒前
111完成签到,获得积分10
5秒前
小二郎应助宇宙拿铁采纳,获得10
5秒前
miku1发布了新的文献求助30
6秒前
啦啦啦给啦啦啦的求助进行了留言
7秒前
刘子豪完成签到,获得积分10
8秒前
科研通AI6.2应助大头欢欢采纳,获得10
8秒前
蟑先生发布了新的文献求助10
8秒前
jackie完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
小俊花完成签到,获得积分10
10秒前
科研通AI6.2应助天真从彤采纳,获得10
10秒前
研友_LpvQlZ完成签到,获得积分10
10秒前
晴天完成签到,获得积分10
10秒前
星辰大海应助沉静妙竹采纳,获得10
10秒前
jick159完成签到,获得积分10
11秒前
chemcf完成签到,获得积分10
11秒前
星辰完成签到,获得积分10
12秒前
speedness发布了新的文献求助20
12秒前
Janus完成签到,获得积分10
13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
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 2500
Atlas of Aligner Treatment and Planning A Case-Based Approach 1000
Rocket Propulsion Elements, 10th Edition 800
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Curating Socialism: A Handbook of International Art Exhibitions 1947-1989 530
Soil mites of the family Rhagidiidae (Actinedida: Eupodoidea). Morphology, Systematics, Ecology 520
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 7456628
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9052907
关于积分的说明 19295788
捐赠科研通 7079880
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3242748
关于科研通互助平台的介绍 2410425
邀请新用户注册赠送积分活动 2227324