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 电极 光学
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
WY完成签到,获得积分20
2秒前
5秒前
11完成签到,获得积分10
5秒前
悦己完成签到,获得积分10
6秒前
WRT应助rm采纳,获得10
6秒前
huihui完成签到 ,获得积分10
6秒前
7秒前
大胆的凡波完成签到,获得积分10
8秒前
十一发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
ggod完成签到,获得积分10
10秒前
刀客苏完成签到 ,获得积分10
10秒前
VirgoYn完成签到,获得积分0
11秒前
12秒前
12秒前
12秒前
louis完成签到,获得积分10
12秒前
被门夹到鸟完成签到,获得积分10
13秒前
李佳完成签到,获得积分10
13秒前
烟花应助斤斤采纳,获得10
13秒前
lei完成签到,获得积分10
14秒前
小二郎应助Du采纳,获得10
14秒前
科研通AI2S应助歪比巴卜采纳,获得10
14秒前
15秒前
15秒前
乐yoyo发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
mochalv123发布了新的文献求助10
16秒前
珍妮完成签到 ,获得积分10
18秒前
Alicia完成签到,获得积分10
18秒前
tt发布了新的文献求助20
19秒前
dingm2发布了新的文献求助10
19秒前
19秒前
豆4799发布了新的文献求助10
19秒前
刘丰铭完成签到,获得积分10
20秒前
21秒前
宝宝发布了新的文献求助10
21秒前
鲤鱼水池发布了新的文献求助10
22秒前
大福发布了新的文献求助10
23秒前
木木完成签到,获得积分10
23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
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Malcolm Fraser : a biography 700
Handbook of Optical Systems,Volume 6:Advanced Physical Optics 666
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6512738
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8306165
关于积分的说明 17744499
捐赠科研通 5614716
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2923841
邀请新用户注册赠送积分活动 1901068
关于科研通互助平台的介绍 1762785