调控催化活性位点的电荷密度,平衡催化活性位点的吸附和反应活性对于2e- ORR生成H2O2非常重要。有鉴于此,哈立法大学Dinesh Shetty、印度理工学院罗巴尔校区Tharamani C. Nagaiah等报道中间体的极性对于COF在电催化还原合成H2O2反应的催化反应效率和选择性的影响。
使用对称性不同C3配体构筑COF,能够调控催化活性位点的电荷密度,以苯的结构构筑的COF具有比三嗪构筑COF更低的极性,并且表现更高的制备H2O2性能,当过电势为0.4 V,生成H2O2的选择性达到93.1 %,法拉第效率达到90.5 %。
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通过原位电化学Raman光谱表征以及扫描电化学显微(SECM)表征,验证了电催化反应生成H2O2,并且研究了不同空间的反应情况。这些技术有助于研究催化剂中局部催化反应,表明了骨架的极性对催化反应的效果。
参考文献
Shivangi Mehta, Nada Elmerhi, Sukhjot Kaur, Abdul Khayum Mohammed, Tharamani C. Nagaiah, Dinesh Shetty, Modulating Core Polarity in Metal-free Covalent Organic Frameworks for Selective Electrocatalytic Hydrogen Peroxide Production, Angew. Chem. Int. Ed. 2024
DOI: 10.1002/anie.202417403
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202417403